风雪运动数值模拟中自保持平衡边界条件研究

在目前风场自保持性研究的基础上,结合等效物理粗糙高度,给出一类近似满足自保持性的用于风雪运动数值模拟的边界条件.首先结合低温风洞实验室的风雪实验数据,把文献的方法应用于风雪运动数值模拟中.经对比验算发现,文献的方法应用于风雪数值模拟中不能很好满足自保持性.为了进一步满足自保持性要求,引入等效物理粗糙高度,建立起雪跃移高度与等效物理粗糙高度的关系.结果表明:通过引入等效物理粗糙高度,边界条件的自保持特性得到了进一步的提高.最后对该方法的应用进行了推广验证.     

细编穿刺C/C复合材料热导率数值模拟

根据细编穿刺复合材料的细观和微观结构,分别建立了纤维束和细编穿刺单胞有限元模型。采用周期性非绝热温度边界条件,计算了纤维束和材料整体的等效热导率。计算结果与经验公式比较,具有高度的一致性。在此基础上,进一步研究了纤维体积分数、基体和纤维热导率对材料热导率的影响。结果表明,随着纤维含量的增加,材料两个方向热导率均有不同程度的下降,且差异逐渐减小,且基体对热导率影响作用较大。文中采用的模型和周期性边界条件与理论预期符合较好,为材料热学和热力耦合问题的分析提供了有用参考。     

基于PIV技术的压力场重构算法实现与研究

介绍了有限容积法、直接积分法和Poisson方程法3种基于PIV瞬时速度场重构压力场的基本原理以及相应的计算方法，选取管流突扩流场和偏置方块绕流流场两个不可压缩流场的瞬时速度场数据，采用上述3种压力场重构算法，分别研究了图像噪声、速度场精度、插值算法以及边界条件的类型与精度对重构压力场的影响。最后针对管流突扩过程第20ms的流场，给出了3种重构算法下的压力场云图以及对应的CFD模拟结果。研究表明，有限容积法和直接积分法容易受到噪声的影响而产生剧烈震荡，但是可以在较大的速度场误差范围内保持较高的精度，通过采用双线性插值可以获得更高精度的重构压力场；Poisson方程法不易受到噪声的影响而产生震荡，同时在高精度PIV速度场下的优势较为突出，通过采用双三次差值可以获得更高精度的重构压力场；混合边界条件仅仅测定边界上有限个点的压力值，就获得了接近狄利克雷边界条件下重构压力场的精度，远高于诺依曼边界条件；边界条件的误差严重降低重构压力场的精度，其影响程度比速度场误差还要大。     

复合材料的边界吸湿模型

在研究复合材料层合板的吸湿和退湿过程中，常常采用菲克定理来描述水分在层合板中的扩散过程中，根据层合板表面浓度逼近平衡浓度的不同响应，提出了三类不同的边界条件模型来模拟复合材料层合板在不同环境介质下的水分扩散过程，并给出了计算吸湿量的解析解和有限差分数值计算方法。     

复杂组合体亚音速气动力计算改进的面元法

发展一种低阶面元法计算复杂组合体的亚音速气动力。本方法采用两种形式的速度势的内部第一类边界条件，通过对速度势的数值微分得到速度，进而计算气动力参数。本方法克服了早期低阶面元法对面元剖分敏感和高阶面元法的运算量大的缺点，兼有高阶面元法的精度高和早期低阶面元法的运算量小的优点。用本文给出的方法，计算了多个模型（包括型号）的气动特性，计算结果和实验结果有很好的一致性，表明本方法灵活、稳定、准确和有效。     

边界条件对双级旋流器下游涡量的影响

使用PIV实验和CFD数值模拟的方法研究多个双级旋流器和单个双级旋流器下游的冷态流场,对比分析两种情况下,速度场分布、漩涡结构和涡量的变化规律,获得边界条件对双级旋流器下游漩涡结构的影响规律。PIV实验与CFD数值模拟结果在中心漩涡结构和涡量的变化规律上吻合得较好;单个旋流器情况下,由于旋流器和壁面之间的相互作用形成了两对角涡,多个旋流器情况下,由于旋流器旋流之间的相互作用而形成了一个旋流器边界区域漩涡(边界涡);单个旋流器情况下的中心漩涡涡强在主燃孔射流之前始终低于多个旋流器情况,其中,距离旋流器出口10mm处,数值模拟结果显示单个旋流器中心漩涡涡量是多个旋流器的92.4%,而PIV实验结果显示该值为90.0%;单个旋流器情况下主燃孔射流对中心漩涡的加强作用较多个旋流器更加显著。正是由于不同边界条件下,外围流体处的漩涡结构不同导致了中心漩涡涡量变化规律不同。     

考虑来流边界条件不确定性的数值模拟方法

针对气动热力学边界条件不确定性的数值模拟方法,进行了考虑来流边界条件不确定性对流体流动影响研究。算例中提取来流边界条件为设计变量,采用拉丁超立方抽样方法对设计变量进行采样,运用CFD软件对所有样本进行数值模拟计算后得到响应变量,最后分析得到来流边界条件对流体的影响规律。结果表明:来流边界条件中湍流度的不确定性对压力系数的影响大于来流速度的不确定性对压力系数的影响。     

PLP数据对HPP数据的等效折合（续）

对幂律过程（PLP）数据等效折合成齐次Poisson过程（HPP）数据提出了三种方法,经比较后选择了工程上可应用的方法。     

论齐次变换的可易性

本文论述了齐次变换的可易性问题。导出了刚体在空间作一般运动时求解合成变换的一种简明而实用的方法。解决了刚体相对于定基轴作连续变换时求解合成变换所遇到的困难。同时这种变换的可易性可供实际选择。     

广义非齐次生灭过程有真分布的条件

对定义的一类新的生灭过程,用数学分析法、图形法等对其真分布问题进行了深入的探讨,得到了一些充分或必要条件。