基于动理学模型的多尺度随机粒子方法

传统随机粒子方法的时空离散步长受分子碰撞尺度(分子平均自由程和平均碰撞时间)的限制,当空间和时间离散尺度远大于碰撞特征尺度时,其输运系数的数值误差显著增加,因此如直接利用这类方法对跨流域流动精确求解,其计算效率往往是极低的(如DSMC方法,Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法)。通过对随机粒子方法输运系数离散误差的分析可知,这主要是因为传统算法将模拟分子的运动和碰撞解耦计算引起的。针对这一问题,本文介绍了适合于跨流域流动模拟的多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法。通过分子运动求解中耦合碰撞作用,在连续流区域,改进的随机粒子方法在较大的时间步长下仍能够满足宏观流体力学方程的输运性质。理论和计算结果显示,多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法可以高效准确地模拟从稀薄流到连续流的跨流域气体流动。     

空气动力学——打开天门的钥匙

所有通过大气层的飞行器,都要利用风洞实验和理论计算来确定它们的空气动力外形和空气动力特性.实验工作者努力发展从亚跨声速到高超声速范围的风洞实验设备,并利用新的观测、显示、信息处理手段,揭示空气的流动现象,为飞行器设计师提供更多、更精确的气动力数据.理论工作者根据空气动力学的原理和各种理论,努力把实验揭示出的空气流动形态概括成数学模型,依靠数学分析的方法,研究空气流动现象中各种物理量之间的关系和变化,及其对飞行器性能的影响,把握规律,趋利避害,创造出飞行器新的设计思想、设计概念和设计方法.计算工作者则在已建立的数学模型指引下,利用当代最先进的电子计算机,致力于发展新的算法和软件,模拟更复杂的飞行器外形.     

超音速扩压叶栅激波结构与流动特征分析

高级压比风扇叶尖Ma数可能超过 2 .0 ,合理组织叶片通道的激波系 ,减小激波 /附面层干扰 ,提高风扇效率和稳定工作范围 ,是风扇设计中面临的一项艰巨任务。通过对三种不同类型的超音速叶栅的激波结构和流动特征的分析 ,以及对这些叶栅的工作机制与设计特点的探讨 ,可为高级压比风扇设计提供某些有益的参考。     

论超声速流动中的有益干扰

本文利用三维超声速流动线化理论的积分特性,推出了点源分布和单元旋涡分布的积分关系公式,并利用它们分析了翼下有体,翼上有体和翼的上、下各有一个体等型式的干扰特点,指出了几种可能的有益干扰型式。     

二维振荡机翼跨声速非定常绕流的变域变分有限元解

本文首先对文献（１－３）提出的二维振荡机翼含激波跨声速非定常绕流的变分原理进行了改造，使之能适用于时间推进法；构造了三维时空的可变节点有限元来捕获自由尾涡面，而跨声流中的激波采用人工密度法捕获。在远场边界上使用简化的无反射条件和新型非定常Ｋｕｔｔａ条件。用本文方法求解了作俯爷振荡的ＮＡＣＡ６４Ａ０１０翼型的跨声速绕流，计算结果令人满意。本文方法可以推广到三维机翼及二维和三维叶栅的同类气动力问题上去     

分叉尾喷管气动性能实验研究

某涡轴发动机尾喷管由环形转接段和双管急弯收扩段组成，其形状呈“裤衩”形。在模拟涡轮出口旋流的条件下进行了喷管模型内流气动试验，采用双向总压探针测量喷管内大回流区，发现从３３°截面开始的大分离区对喷管性能有重大影响。在给定流量条件下，通过该流量的喷管进出口压比Ｐ＊５／Ｐ６远比无分离的理论值要高。试验证明导流板是减少喷管气流分离、提高扩压比、降低进口总压的有效措施。Ｐ＊５／Ｐ６可降低１．７％左右。     

有间隙涡轮叶栅壁面流谱实验与数值模拟研究

对具有 3 .6 %相对叶顶间隙的涡轮叶栅进行了壁面流动显示和三维流场数值模拟 ,分析了大叶顶间隙涡轮叶栅的壁面流动特点 ,从数值模拟上特别对尾缘附近的壁面流动结构进行了详细讨论。实验与计算结果表明叶栅尾缘附近的流动是非常复杂的 ,同时由于叶顶间隙的存在 ,上下尾缘附近的壁面流谱明显不同     

细长旋成体大迎角非对称流动特性的试验研究

简要介绍了细长体大迎角流动非对称性的试验结果，分析了Re数、湍流度和安装条件等因素对大迎角流动非对称性的影响，探讨了大迎角流动非对称性的产生机制。文章最后着重阐述了该研究得出的一些支持细长体大迎角流动非对称性产生机制的空间动力不稳定性观点的理由。