高雷诺数双螺旋涡尾迹演化特性分析

螺旋状尾迹涡是直升机悬停旋翼流场的主导特征之一,其时空演化特性对旋翼气动性能具有重要影响.为了揭示悬停状态下旋翼尾迹涡的演化特征,对两桨叶刚性旋翼在高雷诺数悬停状态下的双螺旋状尾迹涡开展数值研究,采用基于流场特征的网格自适应技术,结合低耗散迎风/中心混合格式以及延迟脱体涡模拟方法对Caradonna-Tung旋翼在桨尖马赫数为0.439、桨尖雷诺数为1.92×10~6的悬停流场进行了高分辨率计算.基于欧拉和拉格朗日两种描述方法对计算结果进行了分析,揭示了双螺旋尾涡系统的演化特性:后缘尾涡面在桨尖附近的反向卷起及其与下游桨尖涡的相互作用是影响涡系稳定性以及涡-涡相互作用的重要因素;涡龄小于720°时,在固连于桨叶上的旋转坐标系中观察,涡系具有时空稳定性,涡管中心处轴向涡量随涡龄按照幂函数规律衰减.在固连于漩涡中心的局部极坐标系中,周向速度分布以及涡核半径随涡龄的变化与理论涡模型相符合,环量随涡龄的变化显示了漩涡的生长、平衡及耗散等演化阶段;模态分析结果表明,除点涡模态外,来流与点涡的复合模态在漩涡演化过程中对流动特征的转变有重要影响;涡系轴截面速度场的拉格朗日拟序结构直观地显示了漩涡场的时空演化过程,揭示了漩涡配对和共旋穿越等流动特征,同时也展示了后缘尾涡面卷起现象在漩涡演化过程中的作用.     

热声热机声场的格子气分析

从格子气自动机演化方程恢复了宏观热声方程,采用D2Q9热格子气模型模拟热声热机系统的压力场、温度场和速度场,获得压力驻波的传播和反射过程。模拟结果显示,在所给模拟条件下压力波具有非线性的特征,变截面附近的流场区域会产生引起非线性耗散的涡流。本文也分析了谐振管几何尺寸及格子气粒子密度对系统频率和压力的影响,验证了热声热机格子气模型的有效性。     

EAST中性束注入器用高压缓冲器分析

中性束注入(NBI)加速器短路故障时,根据B-H曲线和高压缓冲器的结构尺寸,在Fink的Snubber分析方法基础上,分别导出高压缓冲器任意铁芯叠片层的感应电压、涡流电阻与铁芯叠片层饱和深度的关系;利用安培环路定律,推出不同铁芯叠片层中涡流大小、饱和深度表达式,从而导出整个高压缓冲器随铁芯饱和深度变化的等效涡流电阻的表达式。根据Snubber的等效涡流电阻及NBI系统的杂散电容,分析故障时的瞬态短路电流回路,得到了铁芯叠片饱和深度的指数时间常数与电弧电流的表达式;得出高压缓冲器铁芯叠片的最大宽度及最小厚度分别为28 mm和114μm。经实验测试和理论计算对比分析可知,铁芯叠片饱和深度的指数时间常数的测试值与理论值基本吻合。     

基于FPGA驱动微陀螺旋转的移相电路

传统的微陀螺转子驱动电路采用对模拟信号直接移相实现,为了解决模拟信号直接移相时移相范围有限、调试复杂等不足,设计出了基于FPGA的数字式驱动微陀螺旋转移相电路。通过FPGA产生相位差信号,经D/A转换电路和巴特沃兹滤波电路处理后输出信号。该数字式移相方法产生的信号的相位差（0°～360°）、频率均可调,为涡流旋转微陀螺转子提供了理想的信号源。     

三角翼上分离及涡流的数值模拟

综述了三角翼(包括双三角翼,边条-三角翼,近距耦合鸭翼)上分离及涡流问题的数值模拟进展,介绍了用Euler方程、N-S方程的数值方法模拟不同三角翼,在不同攻角、不同来流M数等多种条件下的复杂涡流形态和流动结构,研究了控制方程、网格、湍流模型和计算方法等对计算结果的影响。      

涡流数值模拟中的计算格式粘性分辨率探讨

采用理论分析和三角翼数值模拟实验相结合的方法,研究了目前常用的CFD计算格式——Jameson中心格式、RoeFDS格式、VanLeerFVS格式、迎风TVD格式等的粘性分辨率,论述了Jameson中心格式和RoeFDS格式在粘性分辨率上具有的优势,以及VanLeerFVS格式和迎风TVD格式在此方面的不足     

HT-7托卡马克低杂波天线的涡流及电磁力分析

用有限元方法详细分析并计算了HT 7超导托卡马克等离子体实验装置上低杂波天线壁上的涡流分布、感应磁场位形和天线所受电磁力.针对难以求解的磁场耦合问题,采用了新的迭代算法.具体的分析方法和计算结果对于研究复杂电磁环境下金属板上的涡流及其所受电磁力的分布具有一定的借鉴价值.     

涡流检测中识别缺陷形状的一种新方法

涡流检测反演技术是一种非常重要的反演缺陷形状尺寸的无损检测方法．运用Dirichlet边界条件下涡流检测反演的远场区域导数,构造了反演缺陷形状的一种新算法,并且给出了二维及三维的算例,数值反演的结果与实际缺陷吻合得较好．从而说明了:对较小的波数,即使用较少的入射和观测方向的远场测量信息,亦可得到未知缺陷形状的一个合理的重构,算法是可行的、正确的．     

Short-and resonant-range interactions between scales in turbulence and their applications

Interactions between different scales in turbulence were studied starting from the incompressible Navier-Stokes equations. The integral and differential formulae of the shortrange viscous stresses, which express the short-range interactions between contiguous scales in turbulence, were given. A concept of the resonant-range interactions between extreme contiguous scales was introduced and the differential formula of the resonant-range viscous stresses was obtained. The short- and resonant-range viscous stresses were applied to deduce the large-eddy simulation ( LES ) equations as well as the multiscale equations, which are approximately closed and do not contain any empirical constants or relations. The properties and advantages of using the multiscale equations to compute turbulent flows were discussed. The short-range character of the interactions between the scales in turbulence means that the multiscale simulation is a very valuable technique for the calculation of turbulent flows. A few numerical examples were also given.     

CONVERGENCE OF AN ALTERNATING A-φ SCHEME FOR QUASI-MAGNETOSTATIC EDDY CURRENT PROBLEM

We propose in this paper an alternating A-$\phi$ method for the quasi-magnetostatic eddy current problem by means of finite element approximations. Bounds for continuous and discrete error in finite time are given. And it is verified that provided the time step $\tau$ is sufficiently small, the proposed algorithm yields for finite time $T$ an error of $O(h+\tau^{1/2})$ in the $L^2$-norm for the magnetic field $H(= \mu^{-1} \nabla \times A)$, where $h$ is the mesh size, $\mu$ the magnetic permeability.