偏斜来流对圆柱跨声速绕流的影响

采用大涡模拟方法数值研究了偏斜角为60°的偏斜圆柱跨声速绕流.基于非偏斜圆柱跨声速绕流的实验和数值研究工作,来流Mach数取为0.75,Reynolds数取为2×105.通过与相同参数的非偏斜圆柱跨声速绕流对比,分析了偏斜来流对柱体受力和流动特性的影响.由于偏斜来流的流动控制,偏斜圆柱的阻力比非偏斜圆柱的阻力减小高达45%,而振荡力仅受到较小的抑制.偏斜圆柱流场的可压缩性被弱化,激波和小激波消失,而整体流动的模态未改变.偏斜来流使得偏斜圆柱后的剪切层变得更为稳定,进而提升柱体背压.在剪切层的初始发展阶段,剪切层的扰动涡斜脱泻模态和快速动能衰减是偏斜圆柱剪切层更为稳定的两个主要原因.     

Study on Discharge Coefficients of Drain Orifices in Closed Cavities北大核心CSCD

该文利用数值方法模拟了封闭腔体的排液流动,获取了排液孔的流量系数.通过量纲分析法研究了小孔流量系数的主要影响因素,拟合了计算小孔流量系数的经验公式.结果表明：当水头高度小于200 mm时,小孔流量系数随水头高度的增加而减小;当水头高度大于200 mm时,小孔流量系数稳定在0.61附近.不同厚径比的小孔流量系数表现为两种不同的形式：小厚径比的小孔呈现薄孔流动特性,流量系数为0.6左右;大厚径比的小孔呈现厚孔流动特性,流量系数为0.8左右.     

尺度自适应模拟和大涡模拟的关联性分析

采用理论分析和数值模拟相结合的方法,系统研究了尺度自适应模拟（scale-adaptive simulation,SAS）和大涡模拟（large-eddy simulation,LES）的关联性问题.在理论分析方面,对比分析了系综平均和滤波的定义、Spalart-Allmaras（SA）湍流模型和动态亚格子（subgrid-scale,SGS）模型关于湍流黏性系数的求解方式.理论分析结果表明,系综平均等价于盒式直接滤波,SAS和LES的控制方程在数学形式上具有一致性;SAS存在过多的湍流耗散,主要来自于SA输运方程中的扩散项.在数值模拟方面,选取来流Mach数0.55,Reynolds数2×105的圆柱可压缩绕流为分析算例.计算结果表明,SAS和LES预测的大尺度平均流场信息几乎一致,SAS预测的湍流脉动信息略低于LES.SAS在圆柱近尾迹区的湍流耗散过大,而在稍远的尾迹区几乎能够完全等效于LES.