平行射流大涡模拟及SGS模型的比较

高精度算法和亚网格尺度(SGS)模型是大涡模拟的关键,对声源流场和气动声场的准确预测有着重要的影响。本文采用前人具有部分DNS数据的平板射流为考核算例,使用具有4阶空间精度和3阶时间精度的高精度算法,系统地比较Smagorinsky模型(SM)、选择多尺度模型(SMSM)、以及前人采用动态Smagorinsky模型(DSM)的计算结果。对射流速度、剪切层、湍流脉动以及涡结构的多尺度特性的结果分析表明,Smagorinsky模型的黏性耗散过大,而选择多尺度模型则能揭示转捩过程中的黏性变化,其结果比DSM更接近DNS的数据。同时,SMSM是局部模型,在大规模分布式内存的并行计算方面易于编程,具有良好的应用前景。     

非等温喷流中波包的运动学分析

波包被认为是喷流中一种重要的声辐射源,运动学分析旨在建立波包运动与声辐射的关联模型,但是该模型对于非等温喷流还存在表征波包尺度变化的问题。本文通过对速度、密度与压强场的模态分析来筛选适合于表征非等温喷流中波包的物理量,进一步引入了一种表征波包尺度变化的连续函数,在此基础上讨论波包尺度对声辐射的影响。结果表明喷流温度使得压强模态与密度模态的同步特征消失,且改变了压强模态与速度模态之间的耦合关系。压强模态的辐射特征显著,因此运动学分析可以针对压强场来开展。波包包络尺度L和相干衰减尺度L_c使得波包的能量分布呈椭圆形分散到辐射区,从而提高了波包的辐射强度。L仅使得椭圆端部畸变,它对辐射强度的影响比L_c弱。