基于DNS的流动稳定性数值分析方法在双柱绕流中的应用

基于非结构谱元法对横向排列双圆柱绕流在固定间距情况下进行了整体线性稳定性分析,首先用Newton方法求得某个Re数的定常解,再以Arnoldi方法处理线化小扰动方程,进一步得到定常解的若干优势特征值及其特征向量.通过计算首次给出了无量纲圆心距T/D=1.2时系统的临界ReC数,并根据超临界情况下优势特征向量重构了周期流动.     

两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法的数值研究

本文比较研究两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法。其中混合模型界面捕捉方法将高精度PPM格式应用到多介质体积分数形式Euler方程组，用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题；Level-Set界面捕捉方法应用无数值耗散的Ghost-Fluid-Method，并用WENO格式求解Euler运动方程和Level-Set演化方程。本文给出了一维气液接触间断，气液Riemann问题，激波接触间断相互作用，以及二维Richtmyer-Meshkov不稳定性的计算结果。     

长微圆管道气体流动的简化计算

从N－S方程出发,考虑稀薄气体效应,推导出长微圆管道中压力驱动的可压缩气体流动的简化控制方程组;采用迭代方法求解此方程组,得到了流动的速度分布、密度分布、质量流量;并分析了影响流量的因素。     

关于尾涡层卷起过程的分析

本文用具有粘性涡核的离散涡方法研究了机翼尾涡的卷起过程,着重分析了翼面环量分布对尾涡层卷起状态的影响.计算表明:尾涡的卷起状况是随翼面环量分布不同而异的.对于复杂的机翼环量分布,尾涡往往不只卷起一个涡,除了翼端涡以外,在涡强|γ(x)|的极大值附近还会卷起一个涡.从γ(x)的分布可以予测卷起涡的数目、位置和旋转方向,这对于计算远区下洗是有意义的.     

三角翼前缘周期性质量引射对前缘脱体涡的影响

本文论述了采用周期性质量引射作为激振的手段，在三角翼的前缘施以较弱的次谐波扰动，从而延缓旋涡破碎．研究结果表明：在很小的引射动量系数（Ｃμ＝０．００２）及低频引射（ｆｊ＜２Ｈｚ）条件下，沿前缘的周期性质量引射会显著地推迟脱体涡的破裂．在本文条件下最佳激励频率为未受激励的前缘离散脱落涡频率的四分之一．在最佳激励频率下，破裂点后移的幅度可达２０％弦长．     

旋拧射流的线性稳定性研究

用Chebyshev谱配置法求解柱坐标下线化不可压缩Navier-Stokes方程,分析喷管出口附近粘性旋摈射流的线性稳定性,为了研究离心不稳定对线性增长率的影响,本研究中基本流的周向速度可以是离心稳定的,也可以是离心不稳定的,结果表明在一定参数下旋摈能增强扰动的线性增长率,且对于离心不稳定的剖面增长率升高更大,对于离心稳定的速度型,有旋拧时轴对和我模态的增长率轻微下降,而负周向波数扰动的增长率明显上升,对于离心不稳定的速度型,可以观察到优势模态由低波数量的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定波转换到高波数时的离心不稳定。     

慢扩张管道内的旋转流

研究了无粘不可压慢扩张旋转管流．以扩张角θ为小参数展开，导出了流函数所满足的方程及零阶解析解．对４种具有实用价值的初始流型给出其速度分布的公式．计算发现在一定条件下会产生逆流区，导致旋涡破裂．     

扰流片定常和非定常分离流动的数值模拟

扰流片的定常绕流和它作垂直方向振荡的非定常绕流,其流动特性有着本质的区别。本文利用有限差分方法求解二维不可压缩的定常和非定常Navier-Stokes方程。系统地研究了这两类流动问题。考虑了Reynolds数、扰流片高度和宽度、来流速度分布等因素对流动的影响。对于非定常绕流,还研究了振荡频率的影响。并对对流项采用一阶迎风、混合和幂函数等不同差分格式做了计算和比较。     

双流体Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中脉冲扰动的时空演化

采用混合有限元方法考察了计及Soret效应的双流体Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动在初始脉冲扰动下的时空演化过程.计算表明,在不同的参数下流动有着不同时空演化特征(稳定,对流不稳定或绝对不稳定),这些数值结果与由正则模方法的线性稳定性理论分析结果是完全一致的.     

森林覆盖对大气边界层风速的影响

研究地-气相互作用时,地面森林覆盖的影响是个重要因素,研究森林内部及其上方湍流流动对研究地-气间的动量、热量和质量交换有着重要意义。本文利用湍流模式计算了森林对大气边界层内Ekman风速螺旋,特别是近地面风速剖面的影响。