转捩边界层中次生流向涡演化的数值研究

采用高精度直接数值模拟方法和高效的特征无反射边界条件,进行可压缩流转捩边界层中出现的次生流向涡演化的数值研究.精细的数值模拟结果清楚地揭示了转捩边界层的复杂流场中次生流向涡的形成和演化过程,探讨它对转捩至关重要的环状涡生成的影响,发现次生流向涡和主流向涡的共同作用形成环状涡的一种新机理.     

转捩边界层中流向条纹的新特性

基于边界层转捩后阶段的高精度直接数值模拟结果,发现流向条纹结构的低速条纹的演化过程中存在不连续现象,以及随高速条纹的发展会出现称之为"高速斑"的新特性. 通过详细剖析边界层转捩过程中的复杂涡系结构以及上喷下扫流动现象,证实流向高低速条纹新特性与流场涡系结构的演化过程紧密相关. 关键词： 流向条纹 边界层 转捩 直接数值模拟     

三维扰动波的非平行边界层稳定性研究

导出了三维扰动波的原始变量形式的抛物化稳定性方程（PSE）,研究了三维空间模态TS波的非平行边界层稳定性问题.采用了法向四阶紧致格式,以提高计算精度.通过给出不会导致奇性的坐标变换、修改外边界条件以及克服平行流初始值的瞬态影响和推进步长的限制,保证了计算的数值稳定.用补全元素带状矩阵法求解块三对角矩阵,大大提高了速度.计算结果清楚地显示了三维扰动波的演化过程和非平行性对边界层稳定性的影响,特别是,观察到非平行性对三维扰动波的影响,有时会使其稳定性出现逆转的现象.还研究了逆压梯度的作用.算例的结果与其他结果符合良好.     

大小每相从，排云结阵行——从雁群结阵飞行谈起

简述飞行中的升力，诱导阻力及其旋涡，分析雁群结阵的队形与飞行力之关系。     

边界层流动中湍斑的直接数值模拟

用Navier-Stokes方程直接数值模拟平板边界层流动中湍斑的形成和演化过程．发展了模拟湍斑的高精度、高分辨率的高效计算方法，包括推出四阶时间分裂法以提高精度；提出三维耦合差分方法，用于关于压力的泊松方程和关于速度的亥姆霍兹方程的空间离散，建立其四阶三维耦合中心差分格式；并采用四阶紧致迎风差分格式，避免了一般四阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难和提高了分辨率；精心地处理各种边界条件，以保持精度和稳定．该方法适用于包含边界邻域的整个区域内的湍斑模拟．通过模拟平板边界层流动中湍斑的复杂演化过程，显示了湍斑的基本特征．     

Studies on nonlinear stability of three-dimensional H-type disturbance

The three-dimensional H-type nonlinear evolution process for the problem of boundary layer stability is studied by using a newly developed method called parabolic stability equations (PSE). The key initial conditions for sub-harmonic disturbances are obtained by means of the secondaryinstability theory. The initial solutions of two-dimensional harmonic waves are expressed in Landau expansions. The numerical techniques developed in this paper, including the higher order spectrum method and the more effective algebraic mapping for dealing with the problem of an infinite region, increase the numerical accuracy and the rate of convergence greatly. With the predictor-corrector approach in the marching procedure, the normalization, which is very important for PSE method, is satisfied and the stability of the numerical calculation can be assured. The effects of different pressure gradients, including the favorable and adverse pressure gradients of the basic flow, on the “H-type“ evolution are studied in detail. The results of the three-dimensional nonlinear “H-type“ evolution are given accurately and show good agreement with the data of the experiment and the results of the DNS from the curves of the amplitude variation, disturbance velocity profile and the evolution of velocity.     

NONLINEAR EVOLUTION ANALYSIS OF T-S DISTURBANCE WAVE AT FINITE AMPLITUDE IN NONPARALLEL BOUNDARY LAYERS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｎｌｉｎｅａｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｉｎｎｏｎｐａｒａｌｌｅｌｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓｎｅｅｄｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔａｂｉｌｉｔｙＴ＿Ｓｗａｖｅａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗａｖｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ.Ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｐａｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｒｏｌｅｏｆｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒｓ,…     

孤帆一片日边来——漫谈船、鸟、飞机的"帆"

简述在不同风向情况下,“帆”的受力状况,分析从船上的“帆”到鸟羽翼、飞机机翼上加“帆”的助航原理.     

高阶(2+1)维Broer-Kaup方程的孤波解

利用一个简单的变换将高阶(2+1)维Broer-Kaup方程变为一个简单的方程，并且结合齐次平 衡法给出了高阶(2+1)维Broer-Kaup方程的一些新的孤子解.这一方法可应用于其他非线性物 理模型. 关键词： Broer-Kaup方程 (2+1)维 孤子解 齐次平衡法