非结构隐式LU-SGS方法在空心弹丸流场数值模拟中的应用

采用非结构网格的LU-SGS隐式算法计算三维Euler方程，数值模拟了不同 马赫数以及不同攻角下某空心弹丸绕流流场，分析了流场的波系结构及其升阻力特性，计算 结果表明空心弹丸的阻力系数比同口径的普通弹丸的阻力系数大约小30{\%}，空心弹丸的 阻力系数以及升力系数随攻角的变化规律与普通弹丸一致.     

非结构隐式方法在空心弹丸流场模拟中的应用

采用非结构网格的LU-SGS隐式算法计算三维Euler方程,数值模拟了不同马赫数以及不同攻角下某空心弹丸绕流流场,分析了流场的波系结构及其升阻力特性,计算结果表明空心弹丸的阻力系数比同口径的普通弹丸的阻力系数大约小30％,空心弹丸的阻力系数以及升力系数随攻角的变化规律与普通弹丸一致．     

水下航行器高温排气尾流浮升特性仿真技术研究

通气管航行状态下水下航行器的排气尾流是水下目标探测的重要热特征,寻求合适的仿真计算方法以揭示水下热排气尾流的浮升演化规律,对反潜技术的发展有着重要价值。本文以水下航行器缩比模型的热排气工况为研究对象,建立了热排气气液两相流动传热耦合模型,以基于VOF模型的来流法和重叠网格法作为数值计算方法,采用网格自适应技术实现计算优化,对比分析了各计算方法的精度差异,探究了热排气尾流的浮升演化特性。结果表明：重叠网格法更适合于水下航行器热排气尾流的两相流问题计算;网格自适应技术可提升气液界面的捕捉效果、有效提高计算精度;采用网格自适应技术的重叠网格法仿真的与实测的水面热尾迹均呈现细长的非连续的V字型扩散形态,两者的水面最大扰动温差分别为0.23 K和0.3 K,优化仿真结果与实测结果一致。     

Level set方法在自适应Cartesian网格上的应用

采用基于自适应Cartesian网格的level set方法对多介质流动问题进行数值模拟。采用基于四叉树的方法来生成自适应Cartesian网格。采用有限体积法求解Euler方程,控制面通量的计算采用HLLC（Hartern, Lax, van Leer, Contact）近似黎曼解方法。level set方程也采用有限体积法求解,采用Lax-Friedchs方法计算通量,通过窄带方法来减少计算量,界面的处理采用ghost fluid方法。Runge-Kutta显式时间推进,时间、空间都是二阶精度。对两种不同比热比介质激波管问题进行数值模拟,其结果和精确解吻合;对空气/氦气泡相互作用等问题进行模拟,取得令人满意的结果。     

GMRES方法在含动边界流场中的应用

以基于格心的有限体积法为基础，空间二阶精度，采用4阶Runge—Kutta，GMRES隐式方法求解基于ALE形式的Euler方程，网格单元边界处守恒量通量的计算采用了Hanel方法，对NACA0012翼型绕流及运动圆球绕流等问题进行数值模拟，取得了较好的结果．GMRES方法克服了以往隐式方法大量耗费内存的弱点，达到了计算耗时短和占用内存少的统一．     

非结构动网格在多介质流体数值模拟中的应用

采用非结构动网格方法对含多介质的流场进行数值模拟.采用改进的弹簧方法来处理由于边界运动而产生的网格变形.采用基于格心的有限体积方法求解守恒型的ALE(Arbitrary Lagrangiall-Eulerian)方程,控制面通量的计算采用HLLC(Hartem,Lax,van Leer,Contact)方法,采用几何构造的方法使空间达到二阶精度,时间离散采用四阶Runge-Kutta方法.物质界面的处理采用虚拟流体方法.本文对含动边界的激波管、水下爆炸等流场进行数值模拟,取得较好的结果,不同时刻界面的位置和整个扩张过程被准确模拟.     

Active Mixing in a Microchannel

We investigate a minute magneto hydro-dynamic mixer with relatively rapid mixing enhancement experimentally and analytically. The mixer is fabricated with brass and polymethyl methacrylate （PMMA） layers. A secondary flow is generated by using the Lorentz force in the fluids. The efficiency of mixing is greatly improved due to the large increase of the contact area between two mixing fluids. The micro particle image velocimetry technique is employed to measure the fluid flow characteristics in the micro-channel. Numerical simulation is performed based on the theoretical model of the computational fluid dynamics and the electromagnetic field theory. The experimental results are in good agreement with the numerical results, which indicates that the mixing area is enlarged by the driving of Lorentz force and the mixing can be enhanced.