对流边界层高度预报方案的改进

基于对流边界层“一阶模型”,并考虑机械湍流和夹卷过程对对流边界层发展的贡献,提出了对流边界层顶部夹卷速度参数化的改进方案.理论分析表明,在对流边界层受热力湍流和机械湍流共同驱动的情况下,夹卷速度的参数化方案中应该包括机械湍流、热力湍流、夹卷过程和边界层顶上自由大气的逆温强度.用1979年7月美国CIRCE试验的边界层观测资料对改进后的参数化方案进行了对比验证,结果表明新方案能很好地预报对流边界层高度的演变过程.这一改进不仅使物理意义更加合理,也使夹卷速度参数化方案与实际大气状况符合得更好.     

大气光学湍流、模式与测量技术

折射率结构常数是研究光波在大气中传播的一个重要物理量.本文介绍了大气光学湍流的描述方法,近地面层、边界层和自由大气层光学湍流模式,大气光学湍流廓线的测量方法,以及国内外在该领域研究的重要成果.     

Numerical Calculation of Flowsin Turbomachinery with Threedimensional Viscous Codes

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｔｈｅｐａｓｔ１０ｙｅａｒｓ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆ３Ｄｖｉｓｃｏｕｓｆｌｏｗｓｉｎｔｕｒｂｏｍａｃｈｉｎｅｒｙｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｒａｐｉｄｌｙ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ３Ｄｎｏｎｖｉｓｃｏｕｓｆｌｏｗｓｈａｓｇａｉｎｅｄａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｓａｋｉｎｄｏｆｆｌｏｗｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｃｏｌｌａｔｉｎｇｍｅａｎｓｆｏｒａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｉｇｎ．Ａｂ…     

Multiscales and cascading in isotropic turbulence

The explicit mapping method is used to analyze the nonlinear dynamical behavior for cascade in isotropic turbulence. This deductive scale analysis is shown to provide the first visual evidence of the celebrated Richardson-Kolmogorv cascade, and reveals in particular its multiscale character based on the statistical solutions of Navier-Stokes equations. The results also indicate that the energy cascading process has remarkable similarities with the deterministic construction rules of the logistic map. Cascade of period-doubling bifurcations have been seen in this isotropic turbulent system that exhibit chaotic behavior. The "cascade" appears as an infinite sequence of period-doubling bifurcations.     

高速太阳风中质子的随机湍动加热

在高速太阳风中，Ａｌｆｖｅｎ波在传播过程中其能量可能转移给快磁声波，当磁场强度和Ａｌｆｖｅｎ波速度趋于零时，快磁声波将转变为离子声波。通过对质子的随机湍动加热，而导致高速太阳风中质子平均温度高于电子的平均温度。     

荷电喷雾两相湍流流场的数值计算

荷电喷雾可以有效地改善雾化质量和喷雾流场特性，因此被广泛地应用于静电喷涂、除尘、药物喷洒和液体燃料的雾化燃烧等领域．荷电喷雾湍流射流流场的数值模拟对于荷电喷雾装置的设计及确定射流喷雾的各特性参数具有重要意义、采用颗粒拟流体方法，用κ-ε-κp荷电两相湍流模型对荷电喷雾气液两相湍流流场进行了数值模拟．经与实验结果对比，该模型可以较好地模拟荷电气液两相湍流射流流场，可用于荷电喷洒机具和荷电喷雾燃烧器的设计。     

旋流燃烧室内三维等温流场研究

采用三维RNG κ-ε湍流模型进行了旋流燃烧室内等温流场的数值模拟，给出了旋流燃烧室内不同截面位置速度分布的计算结果．数值模拟结果与文献中实验数据的比较表明，两者符合较好．该燃烧室采用叶片式旋流器并配置一次和二次空气径向射流．比较了一次空气射流和二次空气射流对燃烧室内流场的影响．研究结果表明，经旋流器进入燃烧室的旋转气流和一次射流空气在燃烧室头部形成回流区，这将有助于缩短火焰长度和稳定燃烧．一次空气射流深度几乎达到燃烧室中心，有利于气流的混合并增大回流量；二次空气射流深度较浅，其对燃烧室内流场的影响较小，     

计算网格与湍流模型对柴油喷雾多维数值模拟结果的影响

为探明柴油喷雾数值模拟的影响因素，用CFD多维数值分析软件研究了柴油喷雾的油束特性．计算结果表明，网格的划分直接影响计算结果的正确性和油束的几何形状．建立计算网格时，要注意网格均匀一致，避免网格密度突变；特殊几何形状壁面附近局部贴体坐标网格的范围不宜太大，否则会引起计算结果的畸变．对不同湍流模型的计算试验发现，RNG κ-ε湍流模型计算精度高、成本低，适合于柴油机缸内喷雾的数值模拟。     

Reynolds应力模型在热分层流场中的应用及优化

对Reynolds应力模型(RSM)在数值模拟热分层流场方面进行了优化,即在Reynolds应力方程和湍动能耗散方程的基础上加入标量通量方程和温度扰动方程,使原来的7方程成为了11方程。优化后的模型可以通过精确计算湍流通量输运方程来求解加热湍流中重要的热浮力项。采用7方程RSM、11方程RSM,并用k-ε湍流模型作为参考,对平板间非稳定热分层流动和模拟池式快堆堆心上方的腔室内受迫对流和热分层之间的混合流动进行数值模拟和比较分析,并将计算结果与现有实验数据相比较。结论是:优化后的11方程RSM比其他的湍流模型更适合于计算各向异性的热分层流动。     

Flow patterns and dissipation of turbulent kinetic energy in near-wall turbulence

It is disclosed the flow patterns of turbulent flows in near wall region by means of topological analysis. It has found that there exists a close relationship between the topological characteristics and the spikes which are dominated by the strong normal velocity fluctuations near the wall. It is also shown that the dissipation of turbulent kinetic energy is closely related to the spike events.