带有横向射流的三维超声速湍流流场分析

应用显式的五阶WENO格式,结合k-ε湍流模型,求解三维Favre平均N-S方程,计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为30的超声速气流的干扰流场。结果表明,在射流上游,射流的阻碍使超声速气流产生分离,形成两个主要的回流区域,主回流导致在方孔射流两侧形成马蹄涡区域,射流下游存在低压区域,形成较小的回流以及一对螺旋形旋涡。     

HF化学激光放大器的交叉弛豫动力学研究

在低气压超声速cwHF化学激光放大器中 ,假设平动和转动非平衡交叉弛豫同时起作用 .对于气流介质的层流和湍流扩散混合两类流动模型 ,分别导出了饱和增益谱的表示式 ,并进行了数值计算 .计算结果表明 ,湍流扩散混合模型与实验结果符合得更好 .     

超声速气流中含灰气体点源流动特性

采用Lagrange方法，研究了超声速气流中含灰气体点源的流动特性，求得了对称轴附近激波层内的流动参数．计算数值模拟结果揭示了大惯性颗粒在激波层内沿着相互交叉的振荡轨迹运动，颗粒分布形成了高、低密度层交错出现的“多层结构”，而且粒子在轨迹包络线附近急剧聚集．     

射电星系双源结构的磁射流理论

本文利用太阳风的二维加速理论,来讨论射电星系的射电束加速。用分析的方法得到了射流束的流动特征,基本的流动是沿射流方向的运动。文中给出了从亚声速一直加速到超声速流动的机制,同时,还解释了射电星系双源的某些精细结构。     

超声速流场中6自由度物体运动的模拟研究

物体在流场中自由运动的模拟有很广泛的应用,文章描述计算6自由度(6DOF)刚体在超声速流场中自由运动的一种方法.流体部分求解LES方程,亚网格模型为拉伸涡模型.激波和刚体边界周围区域采用迎风型WENO格式,湍流区域采用低数值耗散的TCD格式.时间推进采用三阶的SSP R-K法.刚体采用6自由度模型,刚体姿态用四元数来表示,控制方程为常微分方程,采用四阶Runge-Kutta法求解.文章给出若干算例来验证程序的有效性,结果理想.     

激波在变截面管道中的传播及新激波的产生与发展

由于爆炸或各种不同的原因在介质中引起的压缩作用,如以超声速传播就形成激波。当一个强激波进入变截面管道后,由于管道截面积的变化,激波强度也发生变化,其后面形成不定常气流。为了探讨激波及其后面的不定常气流的变化规律,我们用三种方法进行数值计算,即:一维特征线法,一维两步二阶差分法及轴对称二维两步二阶差分法。计算结果,三种方法相辅相成,并弄清了管内的流场。计算表明,第一个激波过后在连续流中很快出现了新的激波,并逐渐增强。二维不定常方法还算出了三叉波的形成。     

一种计算超声速流中由湍流剪切层脉动引起的激波振荡频率的方法

在超声速或高超声速绕流中,一种很严重的脉动压力环境是由激波边界层相互作用引起的激波振荡.这种高强度的振荡激波可能诱发结构共振.因这一现象非常复杂,已发表的文章都采用经验或半经验方法.本文首次从基本流体动力学方程出发,给出了由湍流剪切层引起的激波振荡频率的理论解,得到了振荡频率随气流Mach数M_∞和压缩折转角θ的变化规律,计算结果与实验值是相符的.本文为激波振荡导致的气动弹性问题提供了一种有价值的理论方法.     

粉尘在湍流中随机扩散预报模型

本文将概率论和统计应用于环境保护工程，研究有重力作用的粉尘粒子在湍流中随机扩散，计及了气流速度的相关性，建立了粒子随机运动方程，利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法构造出非线性方程的数值算法，推导出线性方程的解析解。经过实例计算表明，数值和解析联合算法的计算量小，预报精确度高，有较高的工程实用价值。     

高浓度悬浮固粒对射流界面的粘性稳定性影响

该文首次利用双流体模型和扰动速度势理论,推得含高浓度悬浮固粒的射流界面粘性稳定性方程和对应的固气扰动速度比值方程．通过数值计算,得到了不同雷诺数及固粒属性的射流界面粘性稳定性曲线和对应的固气扰动速度比值曲线．在分析和比较所得的粘性稳定性曲线的基础上,得到了流场雷诺数及固粒特性对射流界面粘性稳定性影响的结论．同时,通过分析所得的固气扰动速度比值曲线,得到了流场雷诺数及固粒等效斯托克斯数对固粒跟随气流的扰动 性能的影响的结论．这些结论是首次在计入气流的粘性的条件下得到的,不同于文献［８］和文献［１０］相关的囿于无粘情形的研究,对于两相射流发展的认识和工程实际中实施对两相射流场的人工控制有重要意义．     

静水中正方形孔口的有障碍浮射流(Ⅱ)——流场特性分析

在数值计算成果的基础上,对正方形阻力盘浮力射流的流场进行了分析和总结,基于轴线流速的变化规律将盘后流场分为3个区域:回流区、过渡区和自相似区．验证了竖直方向流速自相似性的存在．根据给出的轴线流速的变化图也可以区分盘后3个区域的位置,同时发现各工况在自相似区域的轴线流速沿同一规律曲线变化,采用Chen和Rodi对流速的表示方法,得到了所有工况下自相似区域轴线流速的分布公式．给出了典型工况下阻力盘后不同高度位置处的压强场等值线变化过程,发现盘后各负压中心区域的产生、膨胀、破裂和消失．     

颗粒湍能输运方程的两相湍流模型和平面闭式两相射流的数值模拟

在现有的两相湍流数值模拟中,对颗粒湍流普遍采用以局部追随概念为基础的代数模型,其预报结果在很多情况下与实验不符。本文提出了以颗粒湍能输运方程为基础的κ-ε-kκ两相湍流模型,并以平面闭式两相射流为例进行了数值模拟,预报结果与实验符合良好,表明此模型明显优于k-ε-A.P.的颗粒湍流代数模型。     

突然扩张方管中三维湍流流动的数值模拟

本文运用SIMPLEC算法计算了突然扩张方管中的三维湍流流动,湍流模型采用k-ε模型。计算结果详细反映了突然扩张方管中三维湍流流场。从本文结果可以看出,由于突然扩张方管几何形状非轴对称,且尺寸有限,边壁对流场的作用是不可忽略的。以往文献中常见的二维突然扩张湍流的数值模拟结果与三维情况有较大差别,在靠近边壁的区域差别很大,因此对于突然扩张方管中湍流流动的数值模拟应用三维模拟。本文计算所得突然扩张截面后主回流区长度与实验结果接近。本文方法可为数值模拟突然扩张方管中湍流流场及各物理参数的分布提供有效工具。     

流动环境中高浓度射流扩散实验研究

通过流动显示和定量测量对浅水流动环境条件下,高浓度流体垂体向抛射入水后形成的射流运动扩散及浓度分布特征进行了水槽实验研究。实验分析了射流入水后与环境水流条件的相互作用,通过数据分析给出了射流中心线着底点与横向扩散角的拟合公式。实验结果表明高浓度射流在近区呈现出不同于一般淹没射流的复杂流动形态及扩散特征,以异重流的形式向下游推移。     

大速差同向射流——一种新型火焰稳定与强化燃烧的空气动力学原理

本文介绍了一种稳定火焰和强化燃烧的新型空气动力学原理——大速差同向射流技术。单股或多股高速小射流(空气、蒸汽或其它气体)与低速的主气流(燃料和空气混合物)同方向射入燃烧室,可以产生高湍流强度的大回流区,从而可以使可燃混合物与高温回流烟气有效地混合,以维持燃烧室内稳定而强化地燃烧,甚至对于着火性能很差的燃料也是如此。这是继传统的旋流燃烧器和钝体燃烧器之后又一种新型的有效而实用的火焰稳定方法。基于这种原理研制的煤粉燃烧器更具有优良的性能,并且在结构上也很简单。这种类型的煤粉预燃室,已经在电站和工业锅炉上安装使用。目前,使用这种预燃室可以在冷风条件下成功地启动贫煤(V^f<15％,A^f>30％)锅炉及低负荷情况下仍能维持燃烧。这项新技术所展示的火焰稳定和强化燃烧原理在燃烧界引起了广泛的关注和兴趣。     

论超声速燃烧

论述了超声速燃烧概念 ,提出了对超声速燃烧的两种不同理解 ,论述了超声速燃烧与亚声速燃烧的不同 ,指出了超声速燃烧传播机制的特点和等截面超声速燃烧加热量的限制 .通过超声速流动中的燃烧分析 ,表明定常爆燃产物的熵增和总压损失随燃烧速度的增加而减少 .还论述了在欠驱动弱斜爆轰解条件下 ,波角不受斜劈角控制 ,只决定于燃烧速度 ,因此此解可能变成常波角的自持斜爆轰 .     

K—ε模型在复杂管流中的模拟计算

本对复杂管流中的湍流问题采用了ｋ－ε模型进行模拟计算。对于复杂边界问题采用了阶梯型风格近似，取得了较好的结果，中给出了两例复杂管流的计算算例。说明了ｋ－ε模型具有很强的适应性和稳定性。     

模型燃烧室冷态流场的数值研究

本文采用α-ε湍流模型对模型燃烧室内湍流冷态流场进行了数值分析.采用混合差分格式和SNIP方法进行数值求解.得到了燃烧室内回流区再附长度及速度分布的数值解.计算结果与有关文献的实验数据吻合较好.本文的工作可以作为建立突扩型燃烧室计算模型的基础.     

一种各向异性多重尺度的湍流模型

本文给出了一种适用于复杂湍流流动计算的各向异性、多重尺度的湍流模型(MS/ASM).这种模型对雷诺应力进行直接的模拟,并可模拟湍流流动的多重尺度影响.对自由应力流动、旋转流动和回流的湍流流动的计算表明,它比常用的单重尺度的k-ε模型有明显的改进.由于计算机工作量增加得不多,所以它在工程计算中,具有广泛的应用前景.     

具有H2引燃的CH4，煤油超声速混合的三维数值研究

用双流体模型和分区算法,气相多组分N－S方程和液相Euler方程分别用迎风TVD格式和NND格式进行数值求解,相间相互作用项方程用二阶Runge-Kutta法求解,并首次对H2引燃的CH4和煤油横向喷射,混合问题进行了数值研究,结果表明：与喷射加碘空气的PLIF结果相比,本文和实验结果符合得很好,对直通道,后面喷嘴的穿透深度大,煤油较气态 穿透深度大,但难以被卷吸到喷嘴前的回流区内,流场出现无煤油区,H2和CH4均可扩散到回流区内,CH4和煤油引燃机理不同,对后台阶直通道,存在两个回流区,H2可扩散到这两个回流区,但CH4只能被卷吸到其喷嘴前的回流区,后台阶直通道增强混合的效果和引燃点火的可靠性更好。     

Navier－Stokes方程稳定性研究（Ⅰ）

本文给出Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程某种边值问题局部解不唯一性的一个例证。