跨声速叶栅流计算中边界层的影响

一、引言 在跨声速叶栅流的计算中,边界层的影响是值得重视的。特别是进口M数较高时,存在较强的激波,逆压梯度较大,使得边界层发生较大的变化,可能发生分离。另外,在跨声速叶栅流中通道接近声速堵塞时,边界层位移厚度的微小变化可能引起主流区流动图案的较大变化。本文采用主流-边界层迭代的计算方法来考察边界层对计算的影响,将文献[1]中的流函数方法作为跨声速主流区的计算方法,用文献[2]中的参考焓方法作为边界层的计算方法。应用这两个计算方法进行主流-边界层相互作用的迭代计算,对四个跨声速叶栅的主流和边界层进行了计算,考察了边界层对计算结果的影响,发现考虑边界层修     

可压缩κ-ω方程紊流模型及其应用

前言U前可用于工程应用的各种紊流模型中,在对逆压梯度下有无分离流动、低雷诺数区域流动以及对可压缩流动,特别是高速紊流流动等问题的精确数值模拟上,除多重尺度模型外,预测精度较理想的是k一。两方程模型。在k一。模型的开发和应用上,Wilcox及Menter等［‘－’］?..     

亚声速圆锥扩压器内紊流可压缩流动的数值计算

本文应用涡量-流函数作为主要变量对粘性流体流动进行求解.理论上可适用于有回流和无回流的流动情况.为了验证本方法的可靠性,特对小扩张角圆锥扩压器内可压缩粘性流体的流动进行了计算.由于只涉及无回流的紊流边界层发展过程,在数值计算中采用了Prandtl混合长度假说,同时考虑了进口不均匀速度分布.计算结果与文献[4]中实验数据相比较是相当吻合的.这说明本方法可用于一般无分离流动的圆锥扩压器的设计计算.     

薄膜椭偏测量的自适应混合反演算法

基于梯度的线性反演方法计算效率高,基于随机扰动的模拟退火方法寻找最优解能力强针对薄膜椭偏测量的多极值问题,综合两者的优点,提出一种求解薄膜椭偏测量问题的混合反演算法.模型每次扰动采用线性寻优方法搜寻局部最优解,叠代过程中采用均匀设计的模拟退火方法随机搜寻模型,使该算法有跳出局部最优解的能力,可以在较少的叠代次数内搜寻到全局最优解,从而提高求解薄膜椭偏测量非线性反演方法的计算效率.对反演过程控制参数进行讨论,该算法具有自适应的特点.计算表明,该算法可有效求解薄膜椭偏测量的多极值问题.     

机体表面湍流边界层噪声特性及预测方法研究

湍流边界层噪声是飞机巡航过程中的主要外部噪声源,对舱内噪声水平的影响尤为重要。因此,对飞机机体表面湍流边界层噪声的研究具有重要意义。本文通过试验获得了某型民机巡航过程中的湍流边界层噪声,试飞工况为3500ft/0.78、3500ft/0.7、2500ft/0.67、1500ft/0.66。对实测数据进行分析,发现湍流边界层噪声与动压、边界层厚度等参数有关。同时,利用计算流体力学的方法得到了飞机机体表面的压力分布,并分析了压力梯度对湍流边界层噪声的影响。最后,基于工程预测方法对湍流边界层噪声进行了预测,对于不存在逆压梯度的区域,预测结果与试验结果吻合较好,仅部分频段存在一定偏差。通过对模型的参数进行优化,改善了预测结果。     

多水平方法在二维山丘地形大气污染物扩散的数值模式的应用

对海风热力内边界层模式稍作修改后，不仅可模拟海风流场，也可以模拟河谷中的风场。在模拟河谷地区风场的实例计算中，数值计算结果和实测值基本符合。将多水平方法中用多最多的ＰＣＧ方法（预条件共轭梯度法）用来数值解由海风热力内边界层模式离散后得到的线代数方程组，节省了计算时间。     

加力燃烧室内火焰扩张角的研究——紊流预混火焰扩张角的计算

一、引言 紊流火焰扩张角已有不少实验研究,但实验条件不完全相同,实验结果也不一致。例如气流温度和余气系数对火焰角的影响趋势有两种完全相反的结论。近几年来,有些人还进行紊流火焰扩张计算,其结果与文献[2]的实验数据大致相符。这些理论计算虽然取得一定的成绩,但还未解决问题。为了进一步探讨火焰角的变化规律,本文用数值解方法计算二元管内紊流火焰扩张。本文计算采用了修改的EBU燃烧模型和混合长度紊     

回转体边界层转捩区声辐射的预报方法研究

基于边界层理论和转捩区声辐射理论,利用Liepmann理论Krane偶极子声源改进模型,在研究回转体表面的压力梯度和声衍射损失对转捩区声辐射影响的基础上,改进了回转体边界层转捩区声辐射的预报方法。结果表明:与零压力梯度相比,逆压梯度下的转捩区将导致更高的噪声辐射,利用改进方法预报的噪声级与实验值的一致性较好。     

长基线声学定位系统跟踪解算优化方法

针对现有长基线定位解算算法忽略阵型标定误差的问题,本文提出了一种结合声信标的标定误差和测距误差的待定目标解算方法。该方法利用观测数据的先验误差将观测数据连同带求解量一并构建平差解算模型,可以对待定目标位置解算进行优化求解。采用该方法对现有测量船只的跟踪定位实验进行数据处理,得到的跟踪定位轨迹平滑连续,和传统方法相比更接近于GPS输出结果,在深水环境下效果提升明显。理论分析和实验结果表明采用该方法能够获得更优化的位置估计结果及全局误差,能够应用于高精度长基线定位系统中。      

一种光学层析图像的多准则重建方法

光学层析成像是一个病态重建问题,为克服重建过程的病态性,提出将多准则优化理论引入到图像重建中。利用了三个用于光学层析图像重建的准则:平方误差函数、图像熵函数和局部平滑函数。采用向量优化方法将多准则优化问题转化为单准则优化问题求解。为了确定各个目标函数间的权重系数,提出一种动态权重系数求解方法。重建过程目标函数关于光学参量的梯度计算是关键,因此提出一种基于梯度树的计算方法。实验过程中对多准则重建结果和基于平方误差函数的单准则重建结果做了比较,证明该方法能够克服传统的偏重单一目标的单准则重建的不足,有效地重建光学层析图像,提高图像重建质量。     

一类Marangoni对流边界层方程的近似解析解

利用Adomain解析拆分和Padé逼近方法对由Marangoni对流诱发的层流边界层问题进行了研究, 提供了一种求解边界层方程的解析分析方法. 得到了问题的近似解析解并对相应的流动及传热特性进行了探讨. 本文所提出的思想方法可以用于解决其他科学和工程技术问题. 关键词： Marangoni对流 非线性 Adomain拆分法 近似解析解     

轴对称喷管推力特性的计算

一、前言 航天航空工程中广泛应用轴对称超音速喷管。为了提高喷气推进的性能,各国都很重视对轴对称超音速喷管的研究,以期获得尺寸、重量小,性能良好的结构。为了节省实验研究的工作量,本文试图用理论计算的方法对喷管的推力特性进行估算,为试验选型提供一些数据。为了估算喷管的推力,我们把喷管内的流场分为主流与边界层二个区,主流区的流动用无粘流模型进行计算,邻近壁面的边界层则用边界层理论进行计算。最后根据喷管出口截面上气流的压强、密度和流速分布,求出喷管的推力。     

压气机叶栅流场和气动性能的无粘流-边界层迭代计算

本文给出一种计算压气机叶栅流场和气动性能的无粘流-边界层迭代方法.这种方法能够计算叶片后缘附近有紊流边界层分离的流动,考虑了尾迹对主流的位移效应.对一个高亚音速压气机叶栅的最小损失工况,计算得到的叶片型面M数分布、叶栅出口气流角、总压损失系数和试验值符合良好.     

定态对流扩散方程的渐近数值方法

本文提出了一种求解定态对流扩散方程的渐近数值方法,在边界层附近不必取很细的网格,对模型问题的数值计算表明,利用中等大小的步长就可得到边界层内的数值解。     

基于Spalart-Allmaras-γ-Re_(θt)转捩模型的横流不稳定性转捩预测方法

传统的应用稳定性理论对横流不稳定性转捩现象的预测很难与现代CFD并行化计算结合,为了解决这个问题,文章基于SA-γ-—Re_(θt)转捩模型,使用不可压三维边界层相似性解实现横流位移损失厚度Reynolds数在流场中的当地化求解,结合亚音速试验数据-C1准则构建横流不稳定性转捩判据,从而实现了横流不稳定性转捩预测方法的当地化并行求解.首先采用SA-γ-—Re_(θt)转捩模型对NLF(1)-0416翼型进行了流向转捩预测,证实了该模型的正确性.然后应用所建立的横流转捩模型对45°前缘后掠角的NLF(2)-0415无限展长机翼和DLR-F5机翼,以及标准6∶1椭球标模进行了横流不稳定转捩数值模拟,计算结果显示转捩位置均与试验数据吻合较好,证明了文章所建立的方法在不可压边界层转捩预测具有较高的预测精度.     

叶轮机械三维边界层微分方程及求解

本文讨论叶轮机械三维边界层方程的推导、求解方法及应用。(1)推导出了考虑旋转效应与曲率影响的叶轮机械三维非定常边界层方程组的一般形式,其特点之一是法向压力梯度不为零。(2)讨论了边界层方程组的求解方法,以及起始条件与边界条件的确定方法。(3)对叶轮机械三种类型的三维边界层进行了数值计算,获得了与实验数据基本一致的结果。(4)比较了考虑与忽略旋转引起的法向压力梯度对计算结果的影响。     

非匹配网格上广义Stokes问题的区域分裂解法及事后误差估算

发展了一种广义Stokes问题的无覆盖区域分裂解法。子域交界面上的约束条件是通过引入一Lagrange乘子而得到弱满足的,在有限元离散子域的交界处网格可以是非匹配的。应用Petrov Galerkin方法解每个子域上的广义Stokes问题,而交界面上的Lagrange乘子则通过共轭梯度法迭代求解,各变量均由线性函数离散。对上述区域分裂解法,还构造了基于求解当地问题的误差事后估算方法。各变量的当地误差估算器定义在二阶非连续鼓包(bump)函数的空间中。最后给出了基于事后误差估算值的自适应网格上的数值结果。     

粘性跨音速叶栅绕流的数值模拟及前驻点处理

一、前言 对于粘性跨音速叶栅绕流,直接用N-S方程数值求解仍有很多困难,因此利用边界层理论考虑流体的粘性效应,进行有粘—无粘迭代计算是粘性流体叶栅绕流的很好模拟。采用多重网格有限体积法进行跨音速叶栅的无粘流计算,具有易于适应复杂几何形状,保证差分格式的守恒性、能较准确地计算激波。加速收敛等良好特性。为了提高精度和简化计算,在求解边界层微分方程时,采用了Illingworth变换方法,用驻点方程的相似性解给定边值速度剖面,使用全湍流Prandtl混合长度粘性模式并且其混合长度选用Plctcher     

含双时间步法的化学非平衡流解耦算法

发展基于隐式双时间步法的化学非平衡流解耦型计算方法.采用算子分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组通过双时间步方法求解;源项方程组采用二阶梯形公式迭代求解;提出"源项消去"法,以消除化学反应源项对流动求解引入的误差,从而保证流动方程组求解的时间精度.理论分析和计算结果表明,方法既可以保证双时间步法的求解效率,又可以获得比较精确的非定常计算结果.     

超声速边界层中壁面抽吸对流动分离的抑制作用

当超声速或高超声速来流经过压缩折角时，由于壁面的位移效应，折角附近往往出现较强的逆压梯度，进而很可能导致流动分离，并伴随着激波与边界层干扰问题的出现.在工程应用中，流动分离会带来诸多不利因素.一个抑制流动分离的有效措施是在折角的上游引入定常的壁面抽吸单元.基于大Reynolds数渐近理论框架下的三层结构理论，文章研究了壁面抽吸抑制层流边界层分离的机理.研究发现，只要抽吸元被安置在折角上游O（R-3/8L）范围内，决定抑制效果的关键参数是抽吸的流量，而与抽吸元的位置无关；同时改变抽吸元的宽度和抽吸速度而保持抽吸流量不变并不影响其对分离区的抑制效果.