基于NPLS技术的超声速混合层流动控制实验研究

在对流马赫数（Mc）为0.5的超声速混合层风洞中,通过在两股气流的分隔板上添加扰动片的方式,对超声速混合层进行了流动控制的实验研究。比较了不同尺寸下,二维扰动片和三维扰动片对混合层流动控制的效果。采用基于纳米粒子的平面激光散射技术（NPLS）进行流动显示,所得NPLS图像清楚地再现了混合层的流动结构,为比较流动控制的效果提供了有力的实验依据。流动控制的结果表明：二维扰动控制增强了混合层的二维特性,有利于推迟混合层的转捩;三维扰动控制增强了混合层的三维特性,使混合层转捩提前。采用NPLS技术对混合层内的三维结构进行了流动显示,在三维扰动控制下,混合层内部出现明显的H-型分布的A涡结构。     

混合层流动的数值模拟

对混合层流动进行了数值模拟。采用了离散涡方法。计算中采用扩散速度法处理粘性作用项。计算结果表明：与通常采用随机涡方法或核膨胀法处理粘性作用项相比,采用扩散速度法的计算结果与实验更吻合,同时更准确地反映了混合层流动的自相似性。在混合层流动中,邻近大尺度涡结构之间存在着连续不断的合并;采用二维离散涡方法预报的横向脉动速度均方根大于实验值是由二维离散涡方法忽略了真实流动的三维特性引起的。     

超声速湍流混合层实验图像的分形度量

以高时空分辨率的纳米平面激光散射（NPLS）实验技术为基础,在SML-1风洞中完成了超声速混合层的流动显示实验．相应的实验图像清晰地再现了层流、转捩及湍流区的流场结构,空间分辨率满足分形度量的要求．给出并比较了测量分形维数的两种常用方法,采用计盒维数法测量了超声速混合层转捩区和完全发展湍流区的分形维数．转捩区的分形维数随着湍流脉动的增强而增加．完全发展湍流区的分形维数并不会因为流场结构不同而有较大的变化,表面上杂乱无章的湍流界面具有基本相同的分形维数,体现了湍流流动的自相似性．     

可压缩混合层流动的三维大涡模拟

为了加深对复杂流动混合现象的认识,为化工设备设计提供理论基础,用大涡模拟方法对可压缩气体混合层进行了三维数值模拟.计算结果显示了混合层流动的三维瞬态发展过程以及流动过程中涡的产生、生长、破裂以及涡列的形成与各涡的合并过程,揭示了可压混合层三维演变过程中同样具有自相似性,计算结果与实验结果相符.通过对混合层初始状态条件下不同扰动和不同初始速度比的计算表明:随机扰动量对混合层的失稳演变过程影响最大,而大混合层速度比同样可使混合层失稳加剧并提前.     

应用滑移界面方法求解动／静相干 叶排内非定常流动

基于滑移界面技术，发展了求解二维动／静相干叶排内非定常粘性流动的计算方法和软件，该方法克服了混合平面方法所引入的方法误差．压力与速度耦合采用非迭代PISO算法；计算区域的离散采用非交错斜交网格．计算了二维不可压缩Couette流动及无限长相对运动动／静叶排内的非定常流动，验证了用该方法和软件计算动／静相干叶排内非定常流动的有效性．     

应用滑移界面方法求解动/静相干叶排内非定常流动

基于滑移界面技术,发展了求解二维动／静相干叶排内非定常粘性流动的计算方法和软件,该方法克服了混合平面方法所引入的方法误差．压力与速度耦合采用非迭代ＰＩＳＯ算法;计算区域的离散采用非交错斜交网格．计算了二维不可压缩Ｃｏｕｅｔｅ流动及无限长相对运动动／静叶排内的非定常流动,验证了用该方法和软件计算动／静相干叶排内非定常流动的有效性     

分子导体(PyH)[M(dmit)2]2(M=Pd,Ni)的晶体结构与能带结构

在配合物型分子导体(PyH)[Pd(dmit)2]2和(PyH)[Ni(dmit)2]2中,阴离子导电组元[M(dmit)2]^0．5-(M=Pd,Ni)的面对面堆积和肩并肩排列形成二维层状结构．采用推广休克尔紧束缚方法计算了二维导电层中相邻两阴离子的HOMO轨道的重叠积分,并进行了二维能带计算．计算结果表明它们是窄能隙半导体。与晶样的变温电导测试的结果一致.     

二维时间发展混合层噪声的直接数值模拟

为了考查不同波长的初始扰动对二维时间发展混合层流动与噪声的影响,采用直接数值模拟的方法进行了研究。采用多尺度展开技术从耦合双分布函数玻尔兹曼方程中恢复出质量、动量和能量守恒方程;融合特征边界条件与玻尔兹曼方程来满足边界的无反射特征;运用高精度的时空离散格式求解玻尔兹曼方程并直接模拟了5种不同工况下的时间发展混合层。结果表明:高频扰动主要控制混合层中旋涡的对并和缠绕,低频扰动主要控制旋涡的迁移和旋转;涡对的演化过程类似于一个旋转的四极子源模型;扰动能以平面波的形式向远场辐射并且以当地声速传播。该结果可为混合层湍流机理研究提供参考。     

含有金属-水链的DNS镍磺酸盐的合成及晶体结构

本文利用4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DNS),通过常规的方法合成了一个新的含有金属-水链的磺酸镍化合物,[Ni(H2O)6](DNS)·2H2O(1),并通过元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射方法对化合物的结构进行了表征.结构分析表明化合物1属于三斜晶系,P1空间群;晶胞参数:a=6.802(5),b=8.541(5),c=11.830(5),α=87.595(5)°,β=75.724(5)°,γ=85.771(5)°.化合物1展示了一个由金属-水链与磺酸根阴离子通过氢键作用而形成的三维超分子结构.     

内燃机缸内近壁气流速度及温度分布特性的数值分析

为解决内燃机缸内近壁处的气体流动和传热问题，研究了内燃机缸内近壁处的气流温度和速度分布特性．以二维可压缩平面边界层流动方程为基础，根据准稳态能量定律的假设，以F因子作为修正系数，建立了曲面边界层的二维模型，并计算了温度和速度边界层在曲面上的分布．结果表明：热边界层和速度边界层的厚度数量级均为10^-3m；壁面温度高处热边界层厚，反之较薄；气流速度梯度较大处速度边界层薄，反之较厚．计算结果得到了激光实验测量结果的验证．     

排气管内二维非定常流动的冷态试验

为了认识排气管内的多维流动特性,提供排气管二维非定常流动计算的边界条件和考题数据,设计了１根二维的排气管模型．在柴油机倒拖时,测量了该模型排气管内６个截面的压力和速度分布的变化,研究了模型排气管内二维非定常流动．测量结果显示,同一截面不同测点的压力变化曲线非常接近;支管的速度分布曲线是不对称的,其峰随偏向支管的内壁面,进入总管后速度曲线呈偏向总管外壁面的不对称分布,随后渐渐变为对称分布．测量结果可用于排气管二维非定常流动的计算．     

计算流动显示研究及应用

基于光学成像原理，计算流动显示技术可以将数值计算的结果转换成类似于实验照片的图像。该文采用结构网格对基于非结构网格的流场信息进行重构，得到相应的纹影图、阴影图以及干涉图。将结果和实验照片比较，来验证先前基于非结构网格的流动计算的正确性。结果表明：结合本文的数值光学图像与实验照片，可以对复杂流场进行更加系统深入的研究。     

一种可重构的离散和连续小波变换结构

提出了一种基于提升算法的连续和离散统一的小波变换算法，给出可重构的计算结构，包括可重构的提升节点阵列和地址发生器．为了验证该结构的正确性，在现场可编程门阵列平台上测试了离散的二维5/3和9／7变换（JPEG2000标准中采用）及连续的二维Hart变换，结果证明该设计具有普遍的兼容性．     

氧气液相催化氧化对硝基甲苯邻磺酸的研究──碱种类及其浓度和原料初始浓度对反应的影响

研究了碱种类及其浓度Ma、对硝基甲苯邻磺酸浓度MNTS对氧气液相氧化对硝基甲苯邻磺酸（NT）制取4,4,二硝基二苯乙烯-2,2’-二碳酸（DNS）的影响。发现在水介质中以模拟酶催化剂、M3=1.0mol／L、MNTS=0.38mol／L于控温湿度60℃下反应18h,可以获得81.2％的粗品收率,其纯度用高效液相色谱（外标法）测定可达96.7％。DNS的结构通过核磁共振谱得以确认。     

文氏嘴结构对金属滤管脉冲反吹过程流动特性影响的数值模拟

对金属管高温气体过滤除尘脉冲反吹过程的流体流动与传热过程建立了二维柱坐标下的数值模拟模型,进而采用SIMPLEC方法进行了数值计算。采用R.Cross,M.Hecken ,U.Renz的实验结果对模型进行了验证,符合较好。针对实际设计的喷嘴结构,数值研究了所应用的文氏嘴结构参数对脉冲反吹再生效果的影响,获得了合适的喷吹距离,为改进文氏嘴和过滤装置的结构设计提供了依据.     

大气边界层热力结构的声雷达探测研究

文章分析了1984年春、夏两次用声雷达探测研究大气边界层热力结构的结果。(一)采用从声雷达回波照片上定量地确定逐时混合层高度的方法,分析了城市混合层结构特性。揭示了与空气污染物散布关系甚密的混合层高度的变化规律。(二)通过测量声雷达回波讯号的电压幅值,定量计算溫度脉动结构系数(C_T)及其时空分布。揭示了不同气象条件下,C_T的分布特征,并以观测事实确证了一些理论分析结果。观测结果表明:在中性和不稳定层结状况下,C_T与高度的关系分别符合“-2/3”和“-3/4”次律。     

二维5/3小波变换的结构设计与FPGA实现

给出了一种二维5／3小波变换的结构设计与FPGA实现的方法．采用提升的方法完成了一维结构的设计，能够有效地提高系统的数据处理能力．二维结构采用直接的行列分离变换方式，通过增加一个较小的内部RAM单元有效减少系统的控制复杂度．用可综合的Verilog硬件描述语言完成了对设计的描述．并在Quartus Ⅱ软什下进行了功能仿真和逻辑综合，以及综合后的时序仿真．通过硬件仿真结果与采用Matlab的软件仿真结果验证了设计的正确性．实验结果表明：该设计方案具有控制简单和较低的硬件资源需求的优点．     

非设计工况下叶片扩压器与离心叶轮间非定常流动的二维数值模拟

以一实验用离心压气机内叶片扩压器与叶轮间耦合流动为研究对象，采用动静部件统一的计算方法，对叶片扩压器与离心叶轮间二维流场在非设计工况下的非定常流动进行了数值模拟，并与无叶扩压器与离心叶轮间定常流场进行比较．与测量结果比较表明，本文的计算结果具有一定的可信度，并由此说明了非设计工况下，动静部件干涉对流动的影响．     

二维类车体尾迹中的低频震荡（英文）

汽车尾部的大尺度流动分离是汽车外流场的显著特征之一,其与气动阻力、结构振动和震荡密切相关。应用直接数值模拟(DNS)方法研究在雷诺数Re=2.3×10~4下某二维类车体尾迹中的低频震荡。该类车体常被用于汽车空气动力学学术研究,因为其轮廓可涵盖到货车主要几何特征,且其尾迹与货车的准二维尾迹具有共性。计算结果对照现有的实验结果进行验证,二者之间的差异经过评估确认了该计算的正确性。流场结果显示低频震荡与尾迹中两种模态之间的相互转换有关。这两种模态分别由Kelvin-Helmholtz不稳定性及尾迹的不稳定性主导。前种模态下,尾部分离的上、下剪切层在几乎相同的时刻产生涡脱落;而在后种模态下,上、下剪切层交替地产生涡脱落形成卡门涡。根据不稳定性理论讨论了模态转换的机理,并阐述了因低频震荡而产生的气动力变化。     

车用催化转化器内部流动的数值模拟

建立了催化转化器内部流动的数学模型，使用计算流体动力学的方法，对其流场进行了二维数值模拟．在模型验证的基础上，对一典型桑塔纳轿车催化转化器的内部流动特征进行了分析，为其进一步的结构优化及与发动机的匹配提供了必要的信息．