非线性流固耦合问题的ALE分步有限元数值方法

推导了一种基于ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian,即任意的拉格朗日-欧拉）描述下的带有自由液面不可压液体与运动结构非线性耦合问题的一种有限元数值计算方法,在时间域上采用分步格式计算,这种方法与混合插值方法比较其优点是速度和压力可使用同阶线性插值,给数值计算带来很大方便,将所得到的方法应用到结构与TLD（调谐式（液体阻尼器）装置之间的耦合问题,数值计算结果验证了本文所推导的方法。     

超声速平面剪切层声辐射涡模态数值分析

对Mc = 1.2二维超声速空间发展平面自由剪切层, 进行了扰动模态及流动结构的数值分析. 采用时空三阶改进MacCormack格式, 差分求解可压缩扰动Navier-Stokes方程, 直接数值模拟入口不同基频谐波扰动的非线性演化特征. 采用空间线性稳定性理论证明, 计算所促发的扰动波是声辐射涡模态. 扰动参数及特征函数分析显示, 声辐射涡模态是弱色散的快／慢两种外部模态, 在扰动对流Mach数为超声速一侧呈膨胀／压缩状辐射. 单频受迫扰动可无相差地促发多模态混合扰动波, 而在自然扰动条件下, 剪切层的稳定性受慢模态主导.     

对厚水层及多层间隙金属靶平面斜侵彻全物理过程的数值模拟研究

2D平面斜侵彻的数值模拟 ,可再现对应的 3D斜侵彻中最严重非对称受力面内的终点弹道效应 ,并为近似估算 3D斜侵彻等效弹迹及等效扩孔横截面积提供基础数据。利用重新设计和改造的LTZ 2D程序 ,解决了阻抗差异大的多物质厚靶的平面斜侵彻的计算问题 ,得到了定性上合理、定量上适用的结果。     

可压缩燃烧反应转捩混合层直接数值模拟

针对三维时间发展可压缩氢/氧非预混燃烧反应平面自由剪切混合层,采用5阶迎风/6阶对称紧致混合差分格式以及3阶显式Runge-Kutta时间推进方法,直接数值模拟了伴随燃烧产物生成和反应能量释放, 流动受扰动激发失稳并转捩的演化过程. 在转捩初期, 获得了${\it\Lambda}$涡、马蹄涡等典型的大尺度拟序结构,观察到了流动失稳后发生双马蹄涡三维对并的现象, 大尺度结构呈较好的对称性.在流动演化后期, 大尺度结构逐次破碎形成小尺度结构, 混合层进入转捩末期,呈明显的不对称性.      

可压缩流向涡与反向运动激波相互作用的实验

对可压缩流向涡与反向运动激波相互作用的现象进行了实验研究．实验在９４ｍｍ×９４ｍｍ的方截面激波管中进行．在实验段上游安装了一个有限翼展平直机翼．当入射激波通过机翼后，波后２区气流在模型翼尖诱导出一条流向涡．入射激波在激波管端壁反射后，形成的反射激波在观察窗处和流向涡发生作用．实验中拍摄了激波与流向涡作用全过程的纹影照片，观察到了一些和定常激波与旋涡相互作用不同的现象，并与数值计算结果进行了初步比较     

基频涡卷群并作用的唯象模型与数值分析

基于线性稳定性理论, 建立了可压缩时间发展混合层亚谐扰动作用的唯象分析图, 用以分析并判定亚谐扰动相差对基频涡卷非线性演化类型的影响, 据此导出了基频涡卷各非线性演化类型的定量的相差唯象模型. 研究发现, 对于单一亚谐扰动作用, 基频涡卷的演化类型可归纳为撕裂、中心对称群并和非对称群并3类演化现象. 撕裂现象和中心对称群并是特殊现象, 对应特定的相差点; 非对称群并为常见现象, 对应除这些相差点之外的相差区间, 并以逐级对并方式进行.      

叶栅可压缩流场的数值分析

将一维ＡＵＳＭ＾＋格式与三阶精度ＭＵＳＣＬ格式融合,给出了其在任意风线坐标下的二维形式,采用有限体积法,将ＡＵＳＭ＾＋格式与Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ格式结合,对叶栅可压缩流场进行了数值模拟,典型算例的计算结果与有关献结果相符很好,表明ＲＫ－ＡＵＳＭ＾＋混合格式对叶栅可压缩流场进行数值模拟是可行的。     

非对称涡流机理的数值研究

基于多重线涡模型(MLVM),本文建立了一种计算机时少、收敛性强的适用于大迎角涡流势流数值模拟的迭代算法,在给定物面上对称或不对称分离线位置条件下,首次得到了迎角大到60°的收敛解,用本文算法对一切拱头体进行的数值实验表明,旋转体在大迎角零侧滑时产生菲对称涡流的机理本质上是粘性的。     

可压缩流向涡与激波轴对称干扰的数值模拟

用ＮＳ方程数值模拟了可压缩流向涡和激波轴对称相互作用现象．数值模拟包括定常和非定常两种情况,计算结果分别与相应的实验进行了比较．结果表明数值模拟成功地捕捉到了激波和旋涡相互作用过程中发生的激波波面变形,激波振荡,涡核变大以及激波波后出现驻点、回流区等流场特征．提出了判断流向涡与运动激波相互作用中旋涡破碎的准则     

超声速大攻角旋成体迎风激波数值模拟

旋成弹体在大攻角超声速流动中其迎风面上有时会出现一种迎风激波．采用非定常雷诺平均的NavierStokes方程以及两方程kω—sst和代数B—L湍流模型成功地模拟了该现象,验证了该迎风激波是由于流场主旋涡导致超声速流动偏移造成的涡诱导激波的一部分的结论．     

可压缩流向涡与激波轴对称干扰的数值模拟

用ＮＳ方程数值模拟了可压缩流向涡和激波轴对称相互作用现象。数值模拟包括定常和非定常两种情况,计算结果分别与相应的实验进行了比较,结果表明数值模拟成功地捕捉到了激波和旋涡相互作用过程中发生的激波波面变形,激波振荡,涡核变大以及激波波后出现驻点、回流区等流场特征。提出了判断流向涡与运动激波相互作用中旋涡破碎的准则。     

起始攻角附件三角翼涡破裂的演化特性研究

用数值方法求解Ｎ－Ｓ方程，并用“亚迭代”方法保证时间方向二阶精度，数值模拟了 ７５° 后掠三角翼非定常绕流，给出了详细的涡破裂起始攻角附近涡破裂的形成、发展和演化过程． 涡破裂从开始的螺旋破裂变为向泡状破裂演化的“过渡态”，然后发展到泡状破裂，再由泡状 破裂变为向螺旋破裂演化的“过渡态”，最终发展到典型的螺旋破裂形态．从计算结果中还发 现，当泡状破裂形成后破裂点前移速度明显减慢，同时当从泡状破裂向螺旋破裂演变时，破裂 点出现后移现象．可从最近相关的实验和数值模拟结果中发现这些现象的存在．