湍流燃烧模拟中化学反应的加速算法研究进展

为研究湍流燃烧数值模拟中化学反应机理计算的加速方法,讨论了动态自适应化学（Dynamic Adaptive Chemistry,DAC）方法和Krylov子空间近似的指数格式的应用情况。在湍流火焰大涡模拟中,使用DAC简化可以加速化学反应计算。然而,在并行燃烧数值模拟中,处理器核心的负载极度不平衡,加速效果有限。而Krylov子空间近似的指数格式的加速效果可以作用于每个处理器核心,更有利于整体计算效率的提高。在同等精度下,相比于隐式格式耦合DAC和MTS加速方法,Krylov子空间近似的指数积分格式对化学反应计算的加速效果更为显著。     

不同亚格子尺度模型对气动噪声仿真精度的影响

大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）湍流模型在汽车外流场及气动噪声模拟计算分析中有着广泛的应用,高精度的非定常流场计算结果是有效进行气动噪声仿真分析的前提和基础。采用现代简易汽车模型（HSM模型）,基于不同亚格子模型的LES对其进行非定常流场计算分析以及声场计算,并利用模型内部监测点的实验数据和仿真计算的结果进行对比验证。结果表明,使用WMLES模型可以得到更为准确的结果。     

风扇翼翼型气动特性研究

应用RNGκ-ε二阶精度增强壁面函数法,数值模拟了典型风扇翼翼型在不同迎角、不同叶片转速、不同前方来流速度情况下翼型的流场特征和气动力系数变化。通过对流场和气动力系数的计算分析发现:在来流速度较大情况下,风扇翼翼型上部后行叶片会引起翼型上的气流分离,随着速度的增加,气流分离加剧,翼型气流分离引起翼型升力系数随着来流速度增加而不断下降。通过研究翼型弦线上分布点的力矩系数随翼型迎角、来流速度和风扇转速的变化规律,确定弦线上力矩系数不随各状态量变化的点约在翼型弦线上距前缘的40%弦长位置。     

带先进桨尖的模型旋翼悬停噪声计算与试验

为进行旋翼噪声水平对比,在全消声室开展了3副不同下反角桨尖模型旋翼噪声试验研究,完成了悬停状态下不同总距和不同观测点上的噪声测量试验,获得了多组噪声数据。数值计算方面,以RANS方程为主控方程求解旋翼流场气动信息,在获取精确声源信息的基础上,基于FW-H方程进行噪声计算和分析。在相同的状态下,计算结果与试验结果显示出较好的一致性,表明了本文数值方法的准确性。最后,根据试验结果,对比分析了不同下反角桨尖对旋翼气动 噪声特性的影响规律。     

不同下垫面资料对京津冀地区天气数值模拟影响的研究

本文通过引入高分辨率的土地利用数据与高分辨率的地形数据,利用WRF模式对京津冀地区进行了多次天气数值模拟,对比分析观测数据与数值模拟结果中的地面温度、相对湿度、风速风向及地表热通量等气象要素,以京津冀地区夏季晴天为例,初步分析了下垫面效应对天气数值模拟的影响。     

离心机微机监控系统的模拟调试

结合介绍国家七·五项目“离心机微机监控设备”的模拟调试，论述了实验室或现场模拟调试的重要性；研究了模拟调试的内容和被物理、电子模拟装置替代的实际系统中的对象的分类；探讨了如何设计与制作一个或若干个既简单又“逼真”的模拟调试辅助装置，建立一个高效率的模拟调试环境。     

双参数指数分布下定时截尾恒加试验的统计分析

设产品寿命服从双参数指数分布ε（λ，μ），其中λ＞０为尺度参数（失效率），μ＞０为位置参数（保证寿命）。在加速应力水平Ｓｉ下，失效率和保证寿命的加速模型分别为 ｌｎθｉ＝β０＋β１ψ１（Ｓｉ）＋β２ψ２（Ｓｉ） μｉ＝α０－α１ｆ（Ｓｉ），ｉ＝１，２，…，ｋ 本文给出了定时截尾情形下对由恒定应力加速寿命试验得到的数据进行统计分析的方法。获     

用凝固模拟方法预测铝合金铸件缩松的形成

用有限元法和六节点等参数单元对铝合金金属型铸造过程进行了温度场的数值模拟，对铸件不同典型部位进行了金相分析，结果表明，参数Ｇ／可有效地预测铝合金缩松形成倾向的大小，计算值与实测值基本一致。     

变循环发动机过渡态性能直接模拟方法

为了实现多变量可调的变循环发动机（VCE）过渡态性能模拟和控制规律设计,在稳态逆算法和过渡态性能隐式格式计算方法的基础上开发了变循环发动机过渡态直接模拟方法。在稳态逆算法模型中加入容积效应和转子动力学方程,实现了同时给定加速率、涡轮前温度和压缩部件工作点的条件下直接模拟计算过渡态过程中变几何参数和燃油流量的调节规律,验证了方法的精度和可行性,并将该方法用于变循环发动机转模态性能模拟和控制规律设计。计算结果表明,过渡态直接模拟方法的误差在0.58%以内,超声速巡航状态下由单外涵模态转换到双外涵模态的时间约为1 s,海平面静止状态下双外涵转单外涵的时间约为3 s,且推力、转速、涡轮前温度、喘振裕度等参数过渡平稳。该方法可简化转模态控制规律设计流程,并提高设计精度。     

城市环境下大气流动CFD缩尺模拟方法

针对当前城市微气候CFD数值模拟计算开销过大的问题,通过引入相似理论改进模型以适应现有计算平台的运行环境。基于相似理论构筑了考虑对流传热和传导传热情况下大气流动的CFD缩尺模拟方法,即通过同名相似准则相等的原则构建虚拟流动介质用于缩尺模拟的计算,从而使缩尺模拟与足尺现象之间的相似性得到保证,并构筑了相应的相似边界条件。以住宅小区为原型,分别设计出对应的足尺模型和缩尺模型进行了相似模拟比较研究。结果表明:本文发展的CFD缩尺模拟方法能够很好地保证与足尺流动现象的相似性,可以达到减小计算开销的目的。研究所提出的城市微气候CFD数值模拟新方法将有助于将相似理论发展成为大型计算机工程仿真模拟的指导性理论之一。