采用NND方法计算三维喷管气流场

本文运用NND显式差分格式，计算了三维喷管气流场。气流场计算的基本方程为一般贴体坐标系下三维守恒型的欧拉方程。采用了时间分裂法和Steger-Warming矢通量分裂技术。在喷管内沿周向的每个由轴线和壁面构成的子午面上根据泊松方程生成贴体网格。本文运用三维程序计算了轴对称JPL喷管，同时与实验结果和前人采用轴对称二维程序所计算的结果做了对比。最后，本文还计算了三维矢量喷管，计算结果与现有的实验结果一致。通过轴对称JPL喷管和三维矢量喷管的计算考核，表明建立的算法和编写的计算程序是正确的。文中提出了采用子午面形式的贴体网格时奇性轴的处理方法。计算结果表明在喷管壁面处，马赫数与压强的计算结果与实验值吻合较好，而在喷管轴线处，只有当网格较密时，才能得出与实验结果接近的计算结果。     

上海市力学学会60年

上海市力学学会成立于1959年9月20日，到今年正好是一个甲子．60个春秋真实写照了上海市力学学会的建立、成长、发展与壮大的过程．60年来，在上海市科协的领导和中国力学学会的指导下，在各团体成员单位的大力支持下，上海市力学学会一代代力学工作者薪火相传、开拓耕耘，历届理事会及下属工作委员会和专业委员会团结奋进、不断创新，广大会员踊跃参与，为上海力学大力发展、力学人才精心培养、力学知识科学普及、力学服务国家发展战略和区域经济建设中做出了重要贡献，学会持续发展壮大．在庆祝力学学会成立六十周年之际，让我们共同抒怀上海力学六十年薪火相传、回顾近10年重要发展，展望上海力学新时代．     

分离涡方法对梢涡中脉动量的数值模拟

分别用RANS-SA方法和DES方法对NACA0012翼端梢涡进行模拟计算,分析了梢涡区域网格局部加密对梢涡计算结果的影响,并与实验结果进行了对比.相比于RANS-SA方法,DES方法在梢涡流场计算中具有更好的适用性,能够得到更准确的流动信息和更精细的涡结构;另外,网格局部加密对脉动量的计算影响很大.通过对脉动量的分析发现,在近尾缘处,几股涡的融合产生了比较强烈的脉动,随着梢涡的逐渐稳定,脉动量也逐渐减小;现有的实验结果显示在偏下游处会产生梢涡的振荡现象,使统计脉动量增大,而本文计算中未发现该现象.     

带空泡航行体附加质量的数值研究

基于雷诺平均N-S方程和均匀平衡流多相流模型对带半圆球空化器的航行体进行数值模拟,通过捕捉升力曲线来计算不同空化数下的附加质量λ22.研究发现航行体的空泡长度随着空化数的增加而减小,其附加质量系数λ22随着空泡长度的增加而增加,变化关系可以根据空泡长度分为三段.此外,对于做摇荡运动的航行体,升力系数的振荡幅值与附加质量λ22的变化呈正相关关系;同时,响应相对于激励具有滞后效应,并在小空化数时对λ22的计算结果产生较大影响.     

平流层飞艇绕流场与柔性变形的数值模拟

处于平流层流场中的飞艇,其整体刚度较小,为柔性体,可视为弹性薄膜结构,外围的流场的状态分布与其形状有着密切的关系,从本质上说是一个流固耦合问题。本论文以此为背景,分析了平流层飞艇的外围流场与柔性蒙皮变形的非动态耦合关系。我们采用叠代计算方法来处理这一问题,其中飞艇的三维流场的计算本文采用基于有限体积法的压力修正SIMPLE算法,而飞艇弹性变形的数值模拟计算应用了薄壳无矩理论。本文比较了气动弹性变形和静态超压变形两种不同情况下的飞艇流场压力分布以及气动参数,分析了飞艇变形与流动参数、气动荷载变化的关系。     

液滴二次雾化破碎模式数值模拟

在许多现代工程领域中,二次雾化对于增强液体雾化以及提高混合率都起到了关键的作用．基于SIMPLE方法对这个问题进行了数值模拟,VOF方法与Level-Set方法耦合捕捉界面,自适应网格的运用平衡了对提高计算精度以及降低计算成本两方面的要求．在Oh数较低(Oh < 0.1)的情况下,通过数值模拟得到了四种典型的液滴分裂模式,并且对其中相对复杂的第二第三种分裂模式进行了详细的分析与比较．得出了该模式形成的条件与相关特性．最后,将以上结果与前人的实验结果作了对比,在大多数重要特征方面,两者有非常好的一致性．     

桩基承台结构的波流力研究进展

我国近海风电场建设大多采用桩基承台结构．总结了不规则波浪和水流共同作用下桩基承台结构的波流力物理模型实验结果,得到了群桩效应系数及其变化规律,讨论了作用于近水面承台底部的波浪拍击力;从理论上分析了规则波作用下承台对桩基波浪力的影响;建立了规则波与桩基承台相互作用的数值模型,揭示了波浪在承台的上浪与爬高及其水动力特征．鉴于桩基承台结构包含多个斜桩和较大尺度的承台,在波浪与水流作用下该结构物附近的流场结构十分复杂,有必要针对结构附近的流动结构以及自由表面大变形开展细致的实验和数值模拟研究,以进一步揭示作用于这类结构的波流力变化规律及其机理.     

几何非对称桩基结构波浪力和群桩系数实验研究

 本文通过对几何非对称群桩进行的一系列规则波和不规则波实验，对六种不同间距、四种不同角度排列的群桩进行了研究．根据非对称群桩波浪力实验数据对无量纲波浪力经验公式进行了修正．在此基础之上推导了非对称群桩结构的群桩系数．     

床面上直立圆柱的三维湍流数值模拟

从数值预报桥墩等结构物床面局部冲刷的角度发展绕直立圆柱的三维湍流的数值模拟技术. 基于Wilcox的k-ω两方程湍流模式，采用基于有限体积法的压力修正SIMPLE算法, 计算了绕床面直立圆柱的三维湍流流场，分析了光滑和粗糙床面两种情况下的流动情况. 通过系列的验证计算，表明该计算模型能够比较准确地反映不同外来流条件下绕直立圆柱的流场. 计算结果揭示了床面粗糙度对绕圆柱的湍流流动的影响.