高密度比多介质可压缩流动的PPM方法

介绍一种基于流体体积分数模型的界面捕捉方法,数值模拟高密度比及含强激波的多介质可压缩流动.将PPM方法应用到多介质体积分数形式的Euler方程组,用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题,可方便处理界面强剪切的滑移线问题,并给出了水下激波和气泡相互作用以及多相Richtmyer Meshkov不稳定性的计算结果.     

微尺度后台阶流动的Monte Carlo直接模拟

对DSMC方法中压力边界条件的实现给出了一种改进的方法,并分区模拟了微尺度后台阶气体流动,得到了其流动的一般典型结构.计算结果表明经典后台阶流动中的回流区在一定参数范围内仍然存在,但上壁面的分离区消失.讨论了流动参数对流动结构的影响,并给出了再附长度与流动参数的关系.     

一维多介质可压缩流动数值方法

应用高精度界面追踪方法计算一般状态方程的多介质可压缩流动问题;应用LevelSet技术捕捉界面位置,在界面附近采用守恒数值离散,用双波近似求解一般状态方程Riemann问题,并采用统一高阶PPM格式进行内点和交界面点的计算.一维算例表明,该方法对于光滑区域以及多介质交界面具有二阶精度,能准确地模拟交界面的位置,交界面计算无数值振荡和数值耗散,并能处理一般状态方程的多介质可压缩流动问题.     

振动斜板上下落液体薄膜的数值模拟

用Galerkin有限元法数值模拟了振动斜板上的下落液体薄膜流动,研究了流场中不同强迫频率和初始扰动频率的影响.结果表明由于它们之间的相互作用,流场中出现低频信号,其在流场中的非线性效应使得表面波发生合并,加速了表面波的发展.对较高的强迫频率,这种效应更明显,且可观察到孤立包的产生.     

均匀来流中横向振动圆柱近迹涡结构的数值模拟

从涡量流函数形式的N-S方程出发,在不同的振动频率、振幅及Re数下数值研究了均匀来流中横向振动圆柱粘性统流的涡脱泻现象。着重探讨了近迹复杂的涡结构及其非定常演化过程,以及它们对物体受力特性的影响,并首次成功地模拟了近年来实验研究中所发现的一些重要的流动现象,如相位“开关”现象(phase switch phenomena)及复杂涡结构(complex vortex structure),等等。通过数值模拟,不仅能够再现实验研究中所发现的一些重要的流动现象,还可进一步预示某些新的流动现象,使数值计算起到与实验研究相辅相成的作用。     

Axisymmetry Breaking to Travelling Waves in the Cylinder with Partially Heated Sidewall

The transition from an axisymmetric stationary flow to three-dimensional time-dependent flows is carefully studied in a vertical cylinder partially heated from the side, with the aspect ratio A = 2 and Prandtl number Pτ=0.021. The flow develops from the steady toroidal pattern beyond the first instability threshold, breaks the axisymmetric state at a Rayleigh number near 2000, and transits to standing or travelling azimuthal waves. A new result is observed that a slightly unstable flow pattern of standing waves exists and will transit to stable travelling waves after a long time evolution. The onset of oscillations is associated with a supercritical Hopf bifurcation in a system with O（2） symmetry.     

慢扩张旋转流的稳定性分析（I）—理论研究

本研究了无粘不可压慢扩张旋转流的稳定性问题。采用多重尺度展开法对有慢扩张的旋转流的非对称扰动进行线化稳定性研究，导出了零阶及一阶扰动模所应满足的微分方程及由于慢扩张引起振幅变化的控制方程。将Ｐｌａｓｃｈｋｏ关于慢扩张喷流的结果推广到具有慢扩张的旋转流情况。     

沿平板下落薄膜流动的研究综述

沿平板下落薄膜流动的时空演化一直是流体力学中一个相当活跃的研究领域.全面回顾了下落薄膜从长波近似方程到积分边界层方程, 从线性稳定性分析到弱非线性分析, 从首次失稳到二次失稳以及从有限振幅计算到直接数值模拟的发展历程, 总结了下落薄膜已有的理论结果和数值结果.此外,还介绍了沿加热平板下落的薄膜流动的最新研究进展, 概述了其它类型下落薄膜的研究情况.      

二维涡方法的改进

研究二维涡方法在数值模拟非定常分离流的实时历程中,提高计算精度和解决长时间历程计算的问题。     

慢扩张旋转流的稳定性分析（Ⅰ）—理论研究

本文研究了无粘不可压慢扩张旋转流的稳定性问题，采用多重尺度展开法对有慢扩张的旋转流的非对称扰动进行浅化稳定性研究，导出了零阶及一阶扰动模所应满足的微分方程及由于慢扩张引起振幅变化的控制方程，将Ｐｌａｓｃｈｋｏ关于慢扩张喷流的结果推广到具有慢扩张的旋转流情况。