用鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格计算旋翼粘性绕流

发展了一种基于鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格技术计算直升机悬停旋翼流场的方法。基于惯性坐标系,悬停旋翼流场是非定常流场,控制方程为可压缩Reynolds平均Navier-Stoke方程,其对流项采用Roe近似Reimann求解器离散,使用改进的五阶加权基本无振荡格式进行高阶重构,非定常时间推进采用含牛顿型LUSGS子迭代的全隐式双时间步方法。为实施旋转运动和便于捕捉尾迹,计算采用运动重叠网格技术。计算得到的桨叶表面压力分布及桨尖涡涡核位置都与实验结果吻合较好。数值结果表明:所发展方法对桨尖涡具有较高的分辨率,对激波具有较好的捕捉能力,该方法可进一步推广到前飞旋翼粘性绕流的计算。     

AT切型石英振子耦合T型波的频谱分析和能陷判据

本文从理论上和实验上研究了AT切型石英振子耦合T型波的频谱分析和能陷判据。在理论部分,引入两个等效应力(T_1=γ_(11)S_1和T_5=γ_(55)S_5),再计入电极区和非电极区的边界条件,以及电极质量负载效应和压电效应等,即可得到描述T型波传播特性的方程组。从这些方程组出发,我们计算了耦合T型波的频谱,给出了有限电极条件下厚度-切变模和厚度-扭曲模的能陷判据,并得到了最佳矩形电极尺寸与弹性常数的关系。在实验部分,分别测量了不同电极尺寸和质量负载条件下,基频约为30MHz和100MHz的AT切型石英振子的频谱。实验结果与理论结果相符。最后,还用上述理论设计制成了单频性很好的高频石英谐振器。     

基于高阶和高效格式的悬停旋翼可压缩无粘绕流的计算

发展了一种基于高精度和高效格式计算悬停旋翼复杂绕流的隐式有限体积方法。控制方程为Euler方程,其中对流项通量的左右状态量采用五阶加权基本无振荡(WENO)格式重构,时间推进应用隐式LU-SGS算法,为进一步加速收敛,采用三层V循环多重网格松弛方法。考虑到多重网格方法的思想以及五阶WENO格式涉及6个网格单元,建议仅在最细网格上使用WENO格式。计算结果表明本文方法能有效捕捉激波,对尾迹也有较高分辨率,基于隐式LU-SGS算法的多重网格方法能有效提高计算效率。