【摘 要】
：
为深入研究非定常空化湍流结构演化过程及流动机制,本研究采用可压缩空化流动数值计算方法,综合考虑汽/液两相可压缩性,对空穴断裂和空泡脱落的回射流机制和激波机制进行了数值模拟.不同于回射流机制下附着型空穴生长、回射流推进和空穴断裂阶空泡脱落等非定常演化过程,激波机制下激波产生、传播及其与空穴相互作用过程主导非定常空穴演化及流体动力特性,进一步,采用POD方法对空化湍流结构进行了分析,发现在不同机制下空
【机 构】
：
北京理工大学机械与车辆学院流体机械及工程研究所,北京,100081
论文部分内容阅读
为深入研究非定常空化湍流结构演化过程及流动机制,本研究采用可压缩空化流动数值计算方法,综合考虑汽/液两相可压缩性,对空穴断裂和空泡脱落的回射流机制和激波机制进行了数值模拟.不同于回射流机制下附着型空穴生长、回射流推进和空穴断裂阶空泡脱落等非定常演化过程,激波机制下激波产生、传播及其与空穴相互作用过程主导非定常空穴演化及流体动力特性,进一步,采用POD方法对空化湍流结构进行了分析,发现在不同机制下空穴脱落溃灭过程的显著差异与空化湍流结构演化密切相关.
其他文献
本研究回顾了本课题组近年来针对非均匀平直表面上的气-液-固三相接触线移动现象的研究工作,同时总结了本方向近期的研究进展.移动接触线现象在自然界普遍存在.由于该现象具有:微观-宏观物理过程耦合、受毛细波发展影响等特点;它也获得学术界的广泛关注.近年来随着微纳科技的发展,毛细及移动接触线现象获得进一步的关注,毛细原理被越来越多地用于微流动功能的实现.研究表明,在移动接触线运动速度不大的情况下,固壁表面
使用IB-LBM研究二维槽道中圆柱的尾流与壁湍流之间涡的相互作用.在壁面处出现边界层,同时由于边界层的不稳定性在壁面边界附近产生二级涡.边界层通过"ejection"过程向外喷发涡旋结构.尾流与湍流边界层之间相互作用形成的偶极子远离壁面,最后由于黏性耗散作用而消失.最终,涡旋相互作用的稳定状态出现涡街和弱的边界层.在壁面附近直接级联能谱的标度行为是k-3,它表示涡度拟能向小尺度移动.在远离壁面的二
Polydisperse fluid-particle flows arise in many technological and environmental application including but not limited to aggregation, ocean spray, flocculation in water treatment, bubble dynamics in f
水下航行体从一定水深发射过程中,底部受到推力垂直向上运动,然后依靠惯性冲出水面,发射过程可分为出筒、水下航行和出水过程.空泡的形态和内部压力不断变化,会直接影响航行体的受力和运动,并对航行体表面流场造成不同程度的干扰,准确预示空泡形态和压力,是航行体水下发射流场与运动研究的基础.为了研究水下航行体垂直发射空泡生成演化过程,基于Fluent软件对航行体出筒、水下航行以及出水过程进行数值仿真.基于VO
本研究基于线性势流理论,研究了斜向波在两类矩形结构物(台阶和凹槽)影响下的传播问题.与传统的匹配特征函数展开法不同,采用了多项Galerkin近似方法,该方法将结构物前后两侧同一立面处的流体速度分别展开成以Gegenbauer多项式为基函数表示的级数解形式,从而正确模拟了结构物前后直角处流体速度的立方根奇异性.解析解收敛速度非常快,且计算结果精确.计算了结构物的反射系数和透射系数,计算结果与边界元
航行体在浅水中以超临界速度运动时会产生连续的孤立波.本研究基于势流理论边界元方法建立二维航行体在浅水中运动的数学模型,采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪自由面,自由面满足非线性自由面边界条件,模拟航行体在浅水域以超过临界速度运动生成连续孤立波的过程,分析航行体厚度及速度对孤立波波形的影响.特别模拟了对向传播的连续孤立波的碰撞问题,研究孤立波碰撞时波形与速度场的特点.
基于自适应网格开发了二维数值水池,并模拟孤立波的生成.采用分步法求解Navier-Stokes方程,采用多重网格方法求解压力泊松方程,自由表面流动的捕捉采用VOF方法.首先在均匀网格上模拟溃坝问题验证VOF方法;然后在自适应网格上,模拟线性液舱晃荡问题和孤立波问题,验证当前模型,并分析模型效率.所有计算结果均与理论解、实验值或有可靠来源的数值解进行比较,结果吻合良好,计算效率相对于均匀网格大大提高
基于气泡泡壁运动方程,详细研究了在双频声场驱动下的气泡非线性动力学振荡特性.系统地研究了外加声场参数的变化对气泡非线性动力学特性的影响,采用时域图、相图和分叉图等对该现象进行了详细描述,并进一步给出了气泡由线性振荡经过倍周期分叉发展为混沌振荡的详细动力学过程.
波动推进方式作为一种高效的推进方式而被鱼类等水中生物广泛采用.本研究将研究外形对鱼类波动推进水动力性能的影响.数值方法采用浸入边界法,为了提高计算效率,采用自适应网格对核心区域进行加密,鱼的波动推进方式采用BCF(Body and Caudal Fin)推进方式.首先通过与文献的对比验证所建立数值计算方法的可信性.然后以5种厚度的对称翼型NACA0004、NACA0008、NACA0012、NAC
本研究以无滑移边界模拟自由面,通过直接数值模拟(DNS)方法分析洋流开敞槽道流动中自由面以下流动结构的湍流分层特性.研究根据流动各向异性指标识别了自由面以下湍流分层结构;并利用速度-涡量相关方法(VVCS)得到了各分层湍流对应的VVCS相关结构结果,直观地揭示了自由表面以下分层流动的产生机理.