多孔介质中流动参数的三维显示

本文利用当今三维图形工作站提供的最新视觉化技术，动态显示多孔介质中流动的原理和方法，主要探讨三个问题：（１）改进参数场图像化的质量。力求以逼真的，生活化的三维图形显示参数场的分布；（２）尽可能加快动态显示速度，力求以更强的动感显示出流动过程中参数场的变化规律；（３）尽可能丰富图形编辑功能，提高人机联作交互性。     

细长体背风面横向非对称分离的研究

用数值模拟方法研究了超声速情况下，无限长细长体背风面的涡结构。数值模拟的出发方程和计算格式分别为全Ｎ－Ｓ方程和二阶空间精度的ＴＶＤ格式。数值结果给出了圆锥、半球柱体和椭圆锥在不同攻角下的流场结果。结果表明圆锥在攻角α＝１５°，２０°和２５°时背风面呈现明显的稳定非对称横向分离，而半球柱体和椭圆锥在３２．５°和２５°时背风面均未出现非对称的横向分离结构。     

铸造充型流动过程的三维数值模拟

本文以ＳＯＬＡ－ＶＯＦ方法为基础，结合作者提出的三维自由表面边界速度确定方法，实现了铸造充型流动过程的三维数值模拟，模拟结果准确地提供了液体金属在充型过程中的流动形态、充型时间、流量等实用的参数．这表明，通过数值计算的手段，对用实验方法难以观测的铸造充型流动过程进行分析研究是有意义可行的，所得到的参数有助于铸造工艺的设计及优化     

一种改进的分块隐式数值方法

提出了一种改进的分块隐式数值方法，在贴体坐标和交错网格下以逆变速度分量和压力Ｕ，Ｖ，Ｗ，ｐ为基本求解变量，由此克服了原分块隐式数值方法求解复杂边界流动时的困难．９０°弯管流动数值计算初步表明，本文提出的方法合理、可行     

高温真实气体底部流动的NS方程数值计算

本文数值模拟了高超音速飞行时钝锥的底部流动。采用轴对称NS方程并考虑真实气体效应。湍流模型采用修正的Baldwin-Lomax涡粘性代数模型,数值方法空间离散对流项采用显式NND格式,粘性项采用中心差。时间离散采用三阶的龙格-库塔法。真实气体模型采用考虑七种组分四种反应的汉森模型。给出了底部流场的压力和温度分布及各组分的浓度分布。可以看出在近底部区域高速流-绕过拐角就产生一回流旋涡区。由于温度变化很大,气体的热力学特性受气体离解、复合和振动能激发的影响。所以整个流动过程变得十分复杂。     

螺旋槽干气密封微尺度流动场的近似计算及其参数优化

应用PH线性化方法、迭代法,近似求解了螺旋槽内稳态微尺度流动场的非线性雷诺方程,求得了气体动压和速度分布的解析解。继而利用多目标优化方法构建了气膜刚度与泄漏量之比的协调函数,并对该目标函数进行了近似求解,获得了最佳的螺旋槽几何参数值。     

开放剪切流空间全局动力学与空间相位斑图间的关系

开放流动空间动力学可基于两类全局能量关系式进行研究；而空间相位斑图则可通过互谱空间演化加以测定。全局能量关系式以时间Fourier系数的形式建立流场任意两点问速度脉动能量间的关系，籍此可定义全局意义上的线性、非线性和线性一非线性机制。基于轴对称剪切流、变密度轴对称圆射流以及平面对称剪切流的实验发现：轴对称旋涡结构的配对由线性、线性一非线性机制表征，对应有序空间相位斑图；并且能量可通过线性一非线性机制在具有相同相速度的扰动间传递。螺旋结构由线性机制表征，对应有序相位斑图。全局自激励振荡由非线性的能量共振表征，对应无序相位斑图。籍此，有序空间相位斑图对应线性和线性一非线性机制；而混沌相位斑图则对应非线性机制。     

基于移动粒子半隐式法的表面张力模拟

采用移动粒子半隐式法(MPS)模拟了受表面张力影响的自由面流动。表面张力的计算采取了一种较适合于MPS方法的表面自由能模型。方形液滴振荡和射流断裂的模拟结果分别与理论分析和试验结果一致,同时进行了三维射流注水模拟,从而验证了MPS方法结合该表面张力模型可以有效、方便地进行自由面流动中表面张力现象的模拟。     

明渠非定常水流的垂向结构实验研究

本文报告了明渠非定常水流垂向结构的实验研究,通过 LDV 激光测速,我们给出了非定常水流的速度削面,湍流度,Eulerian质量输运速度的垂向分布。实验结果表明:在非定常周期很长时非定常流动的速度剖面,湍流强度及其粗糙度的影响基本上与定常流动相一致,当非定常流动为纯往复流动时,存在一个逆时针方向的环流,这种环流有利于底部的质量输运。     

管流系统的可控扰动装置及其应用

阐述了具有可控人工扰动装置的低背景湍动液体管流系统的研制和评价要点在及在高分子减阻液研究中的应用，并指出了这种实验系统在液体内流研究中的重要意义。