矩形截面直管中的振荡流动

通过解析求解纳维尔-斯托克斯方程,本文给出了矩形截面直管中的层流振荡流动解。该解适用于不同的截面高宽比r和不同的振荡流动雷诺数。对典型的r和λ(雷诺数的平方根),给出了振荡流动速度的振幅比和相位差的等值线分布以及振荡流动速度随时间的变化,可以看出流动的速度分布如何从低频高粘性类型向高频低粘性的边界层流型逐渐变化;也可以看出管的边壁和角部对振荡流动的影响。当振荡频率ω为零时,本文结果即成为通过矩形截面定常管流的Stokes解。     

均匀来流中旋转圆柱黏性绕流的数值研究

从不可压非定常Ｎ－Ｓ方程出发，首次数值求解了均匀来流中圆柱作周向旋转振荡的黏性绕流问题。探讨了旋转角速度振幅、振荡频率及Ｒｅ数等因素对流场结构及其非定常演化过程的影响，并根据计算结果，给出了在旋转振动频率。速度振幅平面内流场涡结构的分区图。     

基于CFD的河流弯道二次流的三维数值模拟

为了系统地研究河流弯道在二次流影响下水沙运动的特点,本文基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟和物理模型实验的方法,对河流弯道二次流进行了模拟和测量;应用雷诺时均法模型,结合Eulerian两相流模型对河流弯道二次流及其泥沙冲淤规律进行了数值模拟;以SIMPLE方法对压力场和速度场进行了耦合计算,并对辽宁省阜新市细河某段支流河道进行了物理模型实验,数值模拟的结果与实验结果基本一致,表明了本文方法的正确性。在此基础上,对90°弯曲的梯形断面河道的二次流结构和冲淤变化进行了分析,为防洪和水利设施的建设提供理论依据。     

环形截面螺旋管道内的粘性流动

根据张量分析,建立了非正交的曲线柱坐标系巾的N-S方程,采用摄动法求解环形截面螺旋管道内的粘性流动。结果表明:环形截面上存在二次流     

小Kc数振荡流中圆柱绕流流场结构的数值分析

本文综合Chorin的涡方法、网格涡方法和泊松方程快速解法的优点,采用固定离散涡的数目和位置,随时间变化调整离散涡强度的计算方法,对Kc数在1到5之间,β数在10到1665之间圆柱在振荡流动中的流场结构进行了数值模拟。并与U型振荡水槽中的流场涡结构显示照片比较,计算结果表明,数值解在稳定性和收敛性方面都是比较好的。与显示照片相比,其符合程度也是令人满意的。     

挠率对螺旋管道内二次流的二阶效应

本文用螺旋坐标系和摄动法研究了在螺旋管道内的低雷诺数(R<17/(8~(1/2)))不可压缩流体的定常粘性流动,给出了完全的二阶摄动解。结果表明管道挠率在二阶摄动解时对二次涡有偏转和扭曲效应。本文还发现当雷诺数从很小值逐渐增大时,两次涡位置发生由左右相对到上下相对的有趣旋转。     

电磁力诱导二次流对微流体混合效果影响的研究

设计了一种微流道中液体混合的方法, 基于电磁力的作用, 诱导微流道中二次流动 发生, 从而产生Dean涡, 使流道中流体出现往复运动及流体界面的弯曲延伸, 使不 同流体的接触面积大大地增加, 从而提高混合效率. 对3种结构的工况进行了比较. 建立了微流道混合系统的理论模型并进行了数值模拟,对流体混合过程进行了分析并对混合效率进行了评价. 进行了验证性的试验研究, 对模拟结果与试验结果进行了比较, 结果相吻合.     

水中开孔腔流激振荡控制实验研究

水中开孔腔流激振荡是水下航行器的一类突出噪声源. 为探究有效抑制水中开孔腔流激振荡的控制方法和作用特性, 首先以水下航行器的表面开孔结构为对象设计了开孔腔模型, 并提出一种基于来流边界层分流原理的流动控制装置——前缘分流体, 借助循环水洞装置对水中开孔腔的流激振荡特性及其控制进行了实验研究. 通过沿流向和展向安装于腔底的动态压力传感器测量腔内脉动压力, 分别从腔内脉动压力的频谱特性和空间分布特性两方面, 探讨了水中开孔腔在不同流速下的流激振荡特性和前缘分流体对水中开孔腔流激振荡的控制效果, 并对前缘分流体的主要作用机理进行了分析. 研究结果表明: 水中开孔腔流激振荡形式以剪切层自持振荡为主, 在流速较低时, 如2.4 m/s, 就会产生稳定的自持振荡, 且具有随流速升高而急剧增大的趋势; 前缘分流体对水中开孔腔绕流自持振荡具有良好的抑制效果, 且抑制效果随流速增加而显著提升, 对腔内脉动压力频谱峰值和总级的最大抑制量分别达到25.3 dB和15.6 dB; 此外, 前缘分流体对开孔腔流激振荡具有低频频移作用, 有益于避免发生流激空腔共振; 脉动压力空间分布特性表明, 前缘分流体对水中开孔腔流激振荡抑制机理主要在于破坏了腔内流场受到的周期调制作用.      

二维振荡叶栅非定常粘性流动数值模拟

采用显式四步Runge-Kutta格式，结合Baldwon-Lomax紊流模型求解Navier-Stokes方程，借助运动网格技术，完成了对二维振荡叶栅非定常粘性流动的数值模拟。为了加速求解过程，引入了变系数隐式残差光顺方法，取得了较好效果。数值结果与已公布的数据有很好的一致性。     

环形截面螺旋管道内二次流动特性的研究

从曲线柱坐标系下的N-S方程出发,以曲率和挠率为小参数,采用摄动法求解了环形截面螺旋管道内的黏性流动,给出了完全二阶摄动解,结果表明：当挠率为零时,二次流表现为上下对称的四个涡;当挠率不为零,涡的对称性遭到破坏,二次涡的强度和个数受De数和环形截面内外径之比δ的影响,轴向速度最大值在De数较小时靠近管道的内侧,随着De数的增加,其最大值向外侧移动。     

二维槽道湍流的标度律分析

对不同Reynolds数的二维不可压槽道湍流（即二维槽道流动的扰动饱和态）进行了标度律分析.指出二维槽道湍流中存在明显的标度律及扩展自相似性;分析了标度指数随着流动Reynolds数的变化,指出随着Reynolds数的增长,标度指数的奇异性并没有减小的趋势;由此推测充分发展的二维槽道湍流的标度指数也是奇异的、将所得计算值和余振苏等人的SL标度律预测值相比较,认为余等人的SL标度律公式能很好描述二维湍流.     

平板流道交变流动速度环状效应分析

为了分析管内交变流动速度环状效应的特性, 通过数值模拟对平板流道内可压缩交变流动的速度环状效应进行研究. 根据速度环状效应的产生机理, 分析得出在黏性流体管内交变流动中必然存在速度环状效应, 并且在流道截面中心速度为零相位下最容易观察到速度环状效应. 为了定量描述速度环状效应, 根据流道中心速度为零相位下的速度分布曲线的斜率情况, 提出定量评价指标速度环状效应系数, 并针对平行平板流道内层流交变流动,利用该评价指标定量分析了无量纲参数(包括瓦伦西数Va和最大雷诺数Re_max)速度环状效应的影响.      

ANALYSIS OF VELOCITY ANNULAR EFFECT OF OSCILLATORY FLOW INSIDE PARALLEL PLATE CHANNEL

为了分析管内交变流动速度环状效应的特性,通过数值模拟对平板流道内可压缩交变流动的速度环状效应进行研究．根据速度环状效应的产生机理,分析得出在黏性流体管内交变流动中必然存在速度环状效应,并且在流道截面中心速度为零相位下最容易观察到速度环状效应．为了定量描述速度环状效应,根据流道中心速度为零相位下的速度分布曲线的斜率情况,提出定量评价指标速度环状效应系数,并针对平行平板流道内层流交变流动,利用该评价指标定量分析了无量纲参数（包括瓦伦西数Va和最大雷诺数Remax）对速度环状效应的影响．     

振荡管流换热的理论解

本文从流体在管内振荡的运动方程和流体及管壁的能量方程出发,经过变量转换对常微分方程组进行求解,得到了计及管壁影响的振荡流体轴向换热的一般理论解。由这解,可以导出各种特殊条件下的表达式,包括已有的各种解析解。本解经数字化而制成各种图线,它们与已有的实验数据基本吻合。     

STEADY FLOW IN A CURVED PIPE WITH A COAXIAL CORE

In this paper we study the steady annular flow of a viscous fluid into an annular pipe and discuss the effects of the size of the core on the flow properties.     

均匀来流中旋转圆柱黏性绕流的数值研究

从不可压非定常Ｎ－Ｓ方程出发，首次数值求解了均匀来流中圆柱作周向旋转振荡的黏性绕流问题。探讨了旋转角速度振幅、振荡频率及Ｒｅ数等因素对流场结构及其非定常演化过程的影响，并根据计算结果，给出了在旋转振动频率。速度振幅平面内流场涡结构的分区图。