高超声速流动中双尺度湍流模式的应用

论文研究了双尺度湍流模式,并对其在壁面附的近长度尺度进行了修正,选择四个基准流动－超声速和高超声速二维压缩拐角,锥柱裙组合体绕流和斜激波／平板湍流边界层干扰－进行了数据计算,数值计算和实验结果的比较表明修正双尺度湍流模式对流动分离,摩阻和热流的计算具有更好的效果。     

螺旋型涡破碎振动特性分析

本文从涡破碎机理的波动理论出发,分析了螺旋型涡破碎的振动特性,指出振动的本源是由于非轴对称扰动引起涡破碎后局部回旋流对螺旋型小扰动的不稳定性。利用无粘、不可压涡旋流的稳定性分析的理论结果,计算了破碎涡内部流动的振动频率,与实验值相符合。     

应用于激波/边界层相互作用的非线性与多尺度湍流模式

论文选择近年来有代表性的两个非线性湍流模式和两个双尺度湍流模式，研究二维管道突起跨声速激波/边界层相互作用问题。通过数值计算与实验结果的比较，对有关的非线性湍流模式和双尺度湍流模式进行评估和分析。计算结果表明，非线性模式较好地反映了湍流的各向异性，结果明显优于线性模式；双尺度模式在一定程度上反映了湍流能谱输运的非平衡特征，相对于单尺度线性模式有所改善，但不能反映湍流的各向异性。     

螺旋型涡破裂的孤立波模型

本文使用弱非线性、非轴对称扰功波的孤立波模型模拟螺旋型涡破裂。与实验比较,该理论模型可以较好地确定涡破裂时的回旋因子q及涡核的螺旋形状,但不能给出内驻点的位置。据此,本文指出:在研究非轴对称扰动的同时,必须考虑轴对称扰动的存在和相互作用。     

涡旋流动中轴对称和非轴对称扰动的相互作用

本文研究涡旋流动中轴对称和非轴对称扰动的相互作用。在无粘、不可压涡旋流动中引进轴对称和非轴对称扰动,将扰动速度展开成傅立叶级数,代入到无粘、不可压流基本方程组中,使用多重尺度摄动方法,获得轴对称和非轴对称弱非线性扰动波振幅的调幅过程所满足的联立方程组。数值计算表明,在满足轴对称扰动和非轴对称扰动耦合的条件下,可以得到具有孤立子性质的轴对称扰动和非轴对称扰动。最后简要地从能量观点讨论了轴对称和非轴对称扰动的干扰机理。     

分层流体中物体运动尾迹的理论和实验研究

论应用数值计算和实验两种方法研究了重力分层流体中运动物体与自由面的相互作用,数值计算表明,用Rankine卵形体模拟潜艇,在通常潜艇运动的条件下,重力内波在水面上形成的尾迹较弱,但仍然具有可以识别的特征,实验研究是在静水槽中进行的,分层介质为水－盐水以及柴油－盐水两种情形,实验结果表明,物体在密度突跃层附近运动时导致自由面发生特定的变形,论还讨论了物体的位置和运动速度等因素对变形形态的影响,对密度突跃层本身的变形特征也作了描述。     

扩展内禀旋转张量在非惯性系湍流模拟中的应用

非惯性系下湍流的计算,对湍流模型的应用一直是一项挑战性的工作．作者提出“扩展内禀平均旋转张量”的概念,并且指出将在惯性系下发展的雷诺应力模型应用于非惯性系下的湍流模拟,非线性湍流模型中的平均旋转张量应该用“扩展内禀平均旋转张量”替代,从而正确地反映非惯性系诱导的旋转效应．为了验证这一处理方法,采用4个非线性肛骥型,对充分发展的旋转槽道流进行了数值模拟．在较广泛的雷诺数和Rossby数范围进行的数值模拟表明,应用该技术途径,非线性肛端流模型CLS（Craft,Launder and Suga）模型和HM（Huang and Ma）模型可以相当好地捕捉旋转效应及其对湍流结构的影响,因此,可以令人满意地应用于工程湍流的计算．