后台阶流动的数值模拟

访述了大涡模拟的基本思想，指出大涡模拟的效率主要取决于四个因素，即流动中须有大尺度涡存在、合理的计算格式、合适的滤波器和亚格子应力模型。在深入考虑粘性不可压缩流Navier—Stokes方程各个子项作用的基础上，提出二阶全展开Euler—Taylor—Galerkin有限元方法作为大涡模拟的离散格式，并采用Gauss滤波器，对典型算例——后台阶处的流动进行大涡模拟，计算结果与相关文献符合的很好。从计算结果还可以看出大涡模拟与二阶全展开ETG有限元方法的结合在捕捉涡系及反映涡动时变过程方面具有明显的优势，说明大涡模拟适合于边界几何形状复杂区域流动的模拟。同时应用二阶全展开ETG有限元方法对低雷诺数粘性不可压缩后台阶流动进行了计算，得到与相关文献符合良好的计算结果，即该方法也可独立用于对低雷诺数粘性不可压缩流动的计算。     

Regimes of vortex shedding from an in-line oscillating circular cylinder in the uniform flow

A finite volume method for the time dependent viscous incompressible flow around an in-line oscillating circular cylinder at Reynolds number of 200, 855 is presented in this paper. The Navier-Stokes equations in a finite volume form are solved with a moving grid system, based on a time dependent coordinate transformation. To investigate the vortex-shedding characteristics behind the circular cylinder and the effects of Reynolds number and other non-dimensional parameters such as reduced amplitude and reduced frequency， several numerical schemes have been tested with different amplitude and frequency close to Sto and a harmonic at each Reynolds number. Present numerical results indicate several types of vortex shedding mode which is known mainly depending on the reduced frequency and also the reduced amplitude, which is called synchronization or lock-on.     

圆柱尾流的绝对不稳定性

在水槽和低湍流度水洞中进行亚临界雷诺数圆柱尾流稳定性实验来流速度由零缓慢增长到一定值后保持不变,稳定足够长时间后,在流向某站位处给流场一个有限幅值的脉冲扰动,测量扰动前后相当长时间内下游尾流速度信号的变化情况当雷诺数处于高亚临界值时,未受扰动的尾流速度脉动很小,处于定常状态,但对近尾流进行脉冲扰动后,能够激发出不衰减的旋涡脱落发现扰动位置限制在圆柱后一定范围内才能有效,再往下游则扰动随时间衰减．说明圆柱近尾流中存在一个绝对不稳定区,在该区域内的扰动将在当地放大,经过复杂的演化,最后形成不衰减的旋涡脱落.     

抗阵风载荷的小型无人飞行器设计及相关风洞舵效比较

本文目的在于探索验证微小型飞行器的气动布局与抗突风载荷能力的关系,结合风洞试验验证了结果并进行了数据分析。在低雷诺数条件下采用大边条、小展弦比非常规的气动布局设计,根据性能指标要求对飞行器的机翼面积、翼展、翼型等相关参数进行了分析设计;运用数值模拟等手段对全机简化模型进行了气动力计算,对结果进了行初步的定性分析,为初始的设计提供了验证;结合实际的靶机制作得到了实际飞机的风洞验证缩比模型,对其进行了风洞的常规测力实验。根据风洞试验结果对飞机升降舵舵面与副翼舵面偏转0°、±15°、±30°的气动性能进行了评估,为进一步的理论分析提供依据。结合实际外场飞行实验情况得出飞行器的实际气动性能,并对大量相关风洞试验数据进行了分析;探索性地给出了一条适用于微小型飞行器进行的新设计方法和设计流程,为设计适应于阵风载荷等恶劣气候条件下微小的型飞行器提供了参考新思路。     

低雷诺数俯仰振荡翼型等离子体流动控制

针对低雷诺数翼型气动性能差的特点, 通过介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)等离子体激励控制的方法, 提高翼型低雷诺数下的气动特性,改善其流场结构. 采用二维准直接数值模拟方法求解非定常不可压Navier-Stokes方程,对具有俯仰运动的NACA0012翼型的低雷诺数流动展开数值模拟.同时将介质阻挡放电激励对流动的作用以彻体力源项的形式加入Navier-Stokes方程,通过数值模拟探究稳态DBD等离子体激励对俯仰振荡NACA0012翼型气动特性和流场特性的影响.为了进行流动控制, 分别在上下表面的前缘和后缘处安装DBD等离子体激励器,并提出四种激励器的开环控制策略,通过对比研究了这些控制策略在不同雷诺数、不同减缩频率以及激励位置下的控制效果.通过流场结构和动态压强分析了等离子体进行流场控制的机理. 结果表明,前缘DBD控制中控制策略B(负攻角时开启上表面激励器,正攻角时开启下表面激励器)效果最好,后缘DBD控制中控制策略C(逆时针旋转时开启上表面激励器,顺时针旋转时开启下表面激励器)效果最好,前缘DBD控制效果会随着减缩频率的增大而下降, 同时会导致阻力增大.而后缘DBD控制可以减小压差阻力, 优于前缘DBD控制,对于计算的所有减缩频率(5.01~11.82)都有较好的增升减阻效果.在不同雷诺数下, DBD控制的增升效果较为稳定, 而减阻效果随着雷诺数的降低而变差,这是由流体黏性效应增强导致的.      

量纲分析与量值分析

本文指出量细分析方法在物理学中的重要地位，同时又阐明量纲分析不能代替量值分析，讨论了某些书中关于雷诺数Ｒｅ物理意义的不恰当提法．     

游泳速度与阻力关系的探究与实验

探究游泳时，泳者在水中受到的阻力和游速的关系是游泳运动重要问题之一．本文介绍天津市华龙俱乐部泳友会和狮子林桥冬泳队部分泳友对此问题的初步探究，并通过实验，给出泳者水平滑进速度v与阻力F的实验曲线，并导出阻力系数C（R）与雷诺数R的实验曲线；对游泳爱好者所关注的问题做了简单分析．     

落球法测液体粘滞系数实验的理论分析

分析了斯托克斯定律及其修正项的适用范围,讨论了落球法测液体粘滞系数实验中液体粘滞系数和落球直径对雷诺数的影响,从理论上给出了实验中落球进入液体后匀速运动的判据.     

Numerical analysis of the cooling structure of side-pumped solid laser

针对侧面泵浦固体激光器的强制对流冷却结构,利用CFD软件Ansys Fluent数值分析了在冷却结构中添加分流隔板对流动状况的影响,计算了特定流量时冷却结构的压降,并在该冷却条件下得到增益介质自身的温度分布。计算结果表明:分流隔板对冷却结构整个阻力的影响可以忽略,但对通道内水流状况具有明显的影响,由于板条两侧水流的不对称性以及同一侧水流的不均匀性,导致增益介质自身的温度分布也存在较大的不一致。