高雷诺数流动的加罚有限元数值分析

在传统的伽辽金变分为有限元数值逼近思想的基础上，本文采用改进的加罚有限元法对粘性不可压缩紊流动进行数值计算。在高雷诺数流动时，为避免对流效应过强产生的数值计算的振荡，对标准权函数引入迎风修正项，同时采用雷诺数加载法，保证数值解的收敛性。在有限元方法离散过程中，采用有效的隐式压力－显式速度方式，以准确的速度场确保获得压力的稳定性。速度压力项选用不同阶次的插值函数。实践证明：当控制方法各对流项假扩散被     

Levy-Kolmogorov湍流标度律

Kolmogorov的5／3次方律E（k）=Cε^2/3k^-5/3矿乃是20世纪湍流研究最重要的理论研究成果。这里E代表湍流能谱，占为湍流能量耗散率，k为波数，C为一常量。在极高雷诺数流动中-5／3次方律被很多实测数据验证。但是对于有限雷诺数问题，湍流能谱具有-5／3次方律的波数范围一般很窄；湍流实验证实，瞬时湍动能耗散存在时空分布极不均匀的情况，即所谓的间歇性现象，湍流物理量呈明显的非高斯分布，     

影响占太勒惊险跳伞因素的分析

对占太勒惊险跳伞(世界上最惊险的跳伞)过程进行了力学分析,说明了影响跳伞结果的两个重要因素.     

基于空中发射的运载火箭气动特性实验研究

为了研究空中发射运载火箭的气动特性,本文针对15°半顶角的圆锥-圆柱组合体火箭模型,在1.2m×1m的低速风洞进行实验研究。利用六分量天平测量0°α80°、60m/s以下8个速度的力和力矩特性,基于圆锥底部的雷诺数范围由0.129×106到0.456×106。实验结果显示,随着迎角的增加,火箭流场经历了附体流动、对称旋涡、非对称旋涡到类卡门涡街的变化历程,旋涡的变化决定了火箭的气动特性。特别是30°α70°的大迎角区域,侧力受雷诺数的影响明显,反映了雷诺数变化对火箭流场亚临界区域和临界区域的影响规律。为提高火箭纵向稳定性和姿态的调整,设计了收敛-扩张形尾部并进行了实验验证。研究结果可为空射火箭的外形设计和稳定性分析奠定一定的理论基础。     

应用Frumkin吸附模型求解液滴的运动

前人的研究工作大多采用线性吸附模型,没有考虑液滴与表面活性剂之间单饱和与非理想的相互影响。本文采用的非线性Ｆｒｕｍｋｉｎ吸附模型考虑了这些相互作用,与Ｌａｎｇｍｕｉｒ非线性吸附模型相比较Ｆｒｕｍｋｉｎ吸附模型进一步考虑了在表面饱和情况下,吸附式解吸时表面活性剂之间非理想作用,本文用数值解讨论了这些作用,此作用改变了吸附量,表面张力的灵敏性和吸附－解吸变换的动力,随着粘性比κ的增加,液滴速度增大,液     

毛细芯热管蒸汽流动特性研究

热管内蒸发和凝结时工质会径向迁移,导致蒸汽流动特性与管流有很大不同。对热管内蒸汽流动的速度分布和压降特性进行了分析,比较了现有热管蒸汽压降的计算方法。同时考虑蒸汽流动时黏性力和惯性力的作用,提出了计算蒸汽流动速度和压降的改进方法,消除了前人方法应用范围的限制。利用此计算方法,蒸汽速度分布随径向雷诺数变化较大。与钠热管的数值模拟结果对比表明,此计算方法应用范围广,准确度较高。     

阶梯形球面间流体流动的离心惯性效应

本文推广运用了Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ代换方法，从而导出了阶梯形球面间流体流动考虑离心惯性效应的解析解，为球形静压推力轴承的精确设计提供了理论基础．     

低雷诺数下周期性尾迹／层流分离泡相互作用的大涡模拟

本文采用大涡模拟(LES)方法,对低雷诺数条件下周期性尾迹/层流分离泡的相互作用进行了数值模拟.计算域入口尾迹采用独立计算的平面尾迹流给出.对周期性尾迹作用下的层流分离泡进行了统计特性及瞬态流场分析,并与相同条件下的无尾迹流动进行比较.计算结果表明:在尾迹作用下,时均层流分离泡长度明显缩短,分离泡变小;相位平均的分离点/再附点随时间不断变化;从瞬态结果容易看出,尾迹诱导的流向涡结构是导致分离泡提前转捩的主要原因.     

高超临界雷诺数区间内二维圆柱绕流的实测研究

实测强风工况下高度167 m的徐州彭城电厂冷却塔的表面风荷载,并归纳历史上其他研究人员给出的实测结果,以丰富高超临界雷诺数(Re)区间二维圆柱绕流的试验成果.在低湍流度均匀流场和高湍流度大气边界层流场中分别开展4种风速8类粗糙度条件下的冷却塔刚性模型测压风洞试验,通过对比低雷诺数(Re=2.1×10~5—4.19×10~5)条件下的风洞试验结果和高雷诺数(Re=5.4×10~7—1×10~8)条件下的现场实测结果研究各种静动态绕流特征随雷诺数的变化规律,重点考察雷诺数无关现象的产生条件.研究结果表明,对于物表相对粗糙度在0.01以上的圆柱绕流,雷诺数不相关现象存在于很宽的雷诺数范围(2×10~5Re1×10~8)内;增大来流湍流度亦能引起的雷诺数无关现象,但此时该现象可能仅存在于一个较窄的低雷诺数范围内.     

基于重叠网格与结构网格的圆柱绕流数值模拟

为研究重叠网格与结构网格在圆柱绕流数值模拟中的区别,以二维圆柱为例,利用有限元分析软件ANSYS 19.2中的DM与Mesh建立模型并划分重叠网格,利用ANSYS 19.2中的ICEM建立模型并划分结构网格。采用FLUENT 19.2中laminar模型模拟分析系统中的平均升力系数、平均阻力系数、斯特劳哈尔数St等流体动力特性。通过改变流体流速得到两种不同网格下各6组雷诺数Re,这6组雷诺数在60~160之间。结果表明:结构网格与重叠网格的St都随着Re的增加而增加,但相同雷诺数下重叠网格对应的St数值更大,St的增长速度更快;重叠网格与结构网格的平均升力系数与平均阻力系数随着Re的增加趋于稳定的速度都加快,但结构网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定的速度更快,且两种网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定速度的差距逐渐缩小,当Re=160时,两种网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定的速度几乎相同;当雷诺数在60~160之间时,采用重叠网格计算出来的斯特劳哈尔数比结构网格更加接近理论值;从升力功率谱密度分布曲线中可以看出,随着雷诺数的增加,两种网格下的频率逐渐变大,并且相同雷诺数下重叠网格的频率比结构网格大。