【摘 要】
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钝体与端壁连接位置所形成的角区流动(Junction flow)在流体力学领域广泛存在,其时空演化过程具有强三维性和强非定常性.为揭示柱体根部复杂角区流动的物理图像,运用独立发展的大涡模拟程序对一侧存在端壁边界层、高宽比h/d=8的方柱绕流进行了细致模拟.计算的来流马赫数Ma=0.5,雷诺数Red=12000,采用Rescaling-Reintroducing (R-R)方法生成端壁的进口湍流边界
【机 构】
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重庆大学动力工程学院,重庆400044 燕山大学机械工程学院,秦皇岛066004
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钝体与端壁连接位置所形成的角区流动(Junction flow)在流体力学领域广泛存在,其时空演化过程具有强三维性和强非定常性.为揭示柱体根部复杂角区流动的物理图像,运用独立发展的大涡模拟程序对一侧存在端壁边界层、高宽比h/d=8的方柱绕流进行了细致模拟.计算的来流马赫数Ma=0.5,雷诺数Red=12000,采用Rescaling-Reintroducing (R-R)方法生成端壁的进口湍流边界层,方柱中心位于边界层Reθ=1000位置.通过对统计平均量的分析,探讨了端壁边界层的发展和方柱尾迹特性沿高度方向的变化；利用旋涡识别准则认识瞬态流场,重点研究了角区涡系的构成及其发展过程,这些结果初步展示了角区复杂流动时空演化的物理图景.
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狭缝隔板对流系统具有传热效率倍增特性。本文对该系统在不同狭缝高度和隔板数情况下流动特性进行分析,发现当系统隔板数增加到一定程度,系统流态从湍流状态变化到单向层流状态。不同隔板数单向层流状态的隔板对流系统传热效率成倍增加,最大值出现在同一狭缝高度。系统的温度分布特性会出现漂移,并与狭缝高度存在密切关系。定义表征温度特性的TD数,TD数与狭缝高度间存在标度关系。
含有变形运动边界的流动，物理区域/流动区域不仅几何形态不规则而且随时间变化。就此，我们已提出通过显含时间的曲线坐标系将物理区域微分同胚至几何形态规则且不随时间变化的参数区域/计算区域，并且一般将运动边界对应至平面。就此，我们已提出当前物理构型对应之曲线坐标系显含时间的有限变形理论，结合一般曲线坐标系下张量场场论，可以便捷地获得相关控制方程或物理量在曲线坐标系局部基下的表示，获得此种表示意于建立边界
以高分子聚合物稀溶液槽道湍流减阻问题为研究对象，全面系统地数值模拟和分析了从减阻启始至最大减阻极限(MDR)过程中流动特性的变化及涡旋结构的特征。定义为聚合物弛豫时间对流向涡旋脉动时间尺度比值的有效Deborah数，从减阻启始到最大减阻极限(MDR)始终都保持着0(1)量级大小。但是，与流向涡旋脉动相关的对流时间尺度与涡旋旋转时间尺度的比值随减阻程度的增加而减少，并且当这两个时间尺度接近相等时，就
边界的变形运动可以显著改变流场的空间动力学行为。本文基于显含时间的曲线坐标系下三维不可压缩流动涡量—速度势函数解法，数值研究了边界可作变形运动的三维不可压缩流动。该方法通过构造显函时间的曲线坐标系，将物理域映照至规则并且固定的参数域，运动边界对应于参数域规则平面，可以有效处理运动曲面并利于提高计算精度。我们进一步在含有变形壁面槽道流动的基础上，将该方法推广至管道流动，并进行了若干事例的数值计算，验
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大气边界层处于对流层底部，厚度一般为数百米到一两公里.由于受到地面的摩擦和热力作用，大气边界层内大气的流动形式为湍流，湍流造成了垂直方向上的热量、动量、物质的交换，是地面和高层大气联系的纽带.早期，人们多认为湍流是不规则的随机过程，上世纪60年代在壁面湍流边界层发现大尺度拟序结构，改变了人们对湍流的认识，而就在稍早的50年代末在大气边界层中发现了对流云街，一种轴向沿近顺风方向的滚轴涡，是最早在大气
为探讨尾迹与平板层流边界层干涉而导致的流动转捩现象,将方柱垂直来流平行放置在平板前缘上方(平板长度58D,方柱中心距平板5D,D为柱体边长),采用独立发展的大涡模拟程序对来流Ma=0.3,雷诺数ReD=3900条件下的流动进行了细致模拟.对结果的初步分析表明,计算实现了层流边界层在方柱尾迹非定常扰动下旁路转捩为湍流全过程的仿真,从20D开始,50D处结束,转捩区长度约30D.尾迹作用下,层流边界层