用非结构网格研究旋转振荡圆柱绕流

研究了雷诺数Re=200,1000,线速度比α=0.5,2.0,4.0,强迫振荡频率fs=0.1～2.0情况下的旋转振荡圆柱绕流问题.通过基于非结构同位网格有限体积法对Navier-Stokes方程进行数值求解.对流项、扩散项和非恒定项的离散格式均具有二阶精度,利用SIMPLE算法处理压力-速度耦合.计算得到了作用力系数随不同控制参数的变化规律.通过对升力系数的频谱分析得到自然脱落频率和强迫振荡频率下的作用力振幅.通过对不同频率作用力幅值的分析,得到频率之间的竞争关系,进而定量地给出了不同尾迹涡脱落模式的分区图.

非转移弧层流等离子体射流铸铁表面熔凝强化

用大气压非转移弧层流等离子体射流,对W-Mo-Cu铸铁表面进行熔凝相变强化处理,观察和测试了试样经不同弧电流处理后的表面层组织、硬度、耐磨性.结果表明,层流等离子体射流对铸铁表面的局部快速加热熔化和冷却凝固,明显改变了表面层的微观组织,提高了硬度和抗磨损性能.

高温化学非平衡计算中源项处理方法

高超声速三维化学非平衡绕流流场的数值模拟中,在计算初期容易发生组元密度出现负值的非物理现象,另外源项的刚性是影响计算稳定性和收敛速度的主要原因.根据源项线性化理论,采用2种源项线性化方法处理化学反应源项.一种为根据流场内化学反应物理规律构造的线性化方法,该方法能抑制在计算过程中组元密度出现负值现象,提高了计算稳定性,加速了收敛速度.同时采用了时间预处理矩阵的线性化方法,较好地解决了非平衡化学反应与流场耦合的刚性问题.证明了所构造源项线性化方法相容性.数值实验表明该方法有效地避免了源项计算中密度出负的问题,加快了计算的收敛速度,从而提高了计算效率.

不同层显式格式及在微尺度热传导中的应用

　基于指数拟合和牛顿插值多项式构造了用于数值计算偏微分方程的不同层显式格式,应用不同层显式格式可获得不同精度的数值计算结果,并将该算法应用于微结构热传导方程和薄膜强瞬态热传导方程中.

非平整、多孔介质海底上波浪传播的复合方程

为了反映近岸区域实际存在的多孔介质海底效应,并且考虑到波浪在刚性海底上传播模型的最新研究进展,运用Green第二恒等式建立了波浪在非平整、多孔介质海底上传播的复合方程.假设水深和多孔介质海底层厚度均由两种分量组成:慢变分量,其水平变化的长度尺度大于表面波的波长;快变分量,其水平变化的长度尺度与表面波的波长等阶,但其振幅小于表面波的振幅.另外,多孔介质层下部边界的快变分量比水深的快变分量小1个量级.针对水体层和多孔介质层,选择Green第二恒等式方法给出了波浪传播和渗透的复合方程,它在交接面上满足压力和垂直渗透速度的连续性条件,可充分考虑波数变化的一般连续性,并包含了某些著名的扩展型缓坡方程.

Starting Nozzle Flow Simulation Using K-G Two-Equation Turbulence Model

The starting process of two-dimensional nozzle flows has been simulated with Euler, laminar and k - g two-equation turbulence Navier-Stokes equations. The flow solver is based on a combination of LUSGS subiteration implicit method and five spatial discretized schemes, which are Roe, HLLE, MHLLE upwind schemes and AUSM+, AUSMPW schemes. In the paper, special attention is for the flow differences of the nozzle starting process obtained from different governing equations and different schemes. Two nozzle flows, previously investigated experimentally and numerically by other researchers, are chosen as our examples. The calculated results indicate the carbuncle phenomenon and unphysical oscillations appear more or less near a wall or behind strong shock wave except using HLLE scheme, and these unphysical phenomena become more seriously with the increase of Mach number. Comparing the turbulence calculation, inviscid solution cannot simulate the wall flow separation and the laminar solution shows some different flow characteristics in the regions of flow separation and near wall.