流体力学

激波/湍流边界层干扰压力脉动特性数值研究(1829-1841,doi:10.6052/0459-1879-21-094)童福林,段俊亦,周桂宇,李新亮

采用直接数值模拟研究了入射激波与平板湍流边界层干扰区内压力脉动的统计特性.研究表明,外层和物面脉动压力的展向关联性均明显强于其流向,前者积分尺度过激波急剧增长随后缓慢衰减,而后者积分尺度整体上呈现逐步增大趋势;干扰区下游压力脉动对流速度将减小,但外层对流速度仍明显高于物面.

基于喷流拟序结构预测的SGS 模型比较研究(1842-1855,doi:10.6052/0459-1879-21-145)刘琪麟,赖焕新

初步揭示了u′ 模态的分岔或破碎反映的多尺度特征、v′ 模态沿流向的肋状排列与尺寸增长、矢量 (u′,v′) 模态的环流模式表征的卷吸、以及w′ 模态表征的流场在展向上受拉伸的模式.脉动速度的模态对亚网格尺度耗散敏感,局部耗散强的模型(CKM,SM)显著地改变了模态的轮廓,而拟序结构模型(CSM)则能较好的预测模态表征的流动模式且计算效率较高.

旋转振荡板尾流的控制研究(1856-1875,doi:10.6052/0459-1879-20-423)陈国孝,刘喆,邵传平

桥跨结构发生颤振时的旋涡尾流可由二维强迫旋转振荡板绕流模拟.在弦厚比B/H=5 的振荡板两侧对称地放置两个宽度比均为b/H=0.33 的窄条,对尾流的锁频旋涡脱落进行控制.根据实验结果,当窄条位置y/H在一定范围,振幅β=0.0°～ 7.5°,振频feH/V∞=0.00～ 0.08 时,有控制和无控制尾流脉动速度功率谱主峰比远低于1,最低可达0.3 左右.

剪切流场中含内流立管横向涡激振动特性(1876-1884,doi:10.6052/0459-1879-21-171)段金龙,周济福,王旭,陈科

基于欧拉伯努利梁方程,结合半经验时域水动力模型,建立剪切流与内流耦合作用下海洋立管涡激振动预报模型,运用有限元方法和Newmark-β 逐步积分法求解方程,对剪切流作用下含内流的顶张立管在不同内流速度和密度下的横向涡激振动响应特性进行研究,主要分析了立管的横向振动模态、振动频率以及均方根位移等涡激振动参数随内流速度和密度等参数的变化规律.

圆角化对受迫振动方柱绕流特性影响机理分析(1885-1899,doi:10.6052/0459-1879-21-066)程友良,焦慎俐,许强,刘鑫

对Ansys Fluent 软件二次开发,对流场计算域进行区域划分.均匀流作用下5 种圆角化r/D=1/2,1/4,1/5,1/8 和0 受迫振动方柱的绕流.分析了这5 种圆角化受迫振动方柱的升阻力系数、尾流涡量和锁定区间的变化规律,澄清了圆角化对受迫振动方柱稳定性的影响机理.

旋转圆柱绕流流场特性分析(1900-1911,doi:10.6052/0459-1879-21-153)徐一航,陈少松

对雷诺数Re=20 000～ 90 000、相对转速ɑ=0～ 0.72 的旋转圆柱后方流场进行了实验测量,分析了旋转圆柱后方不同剖面处的速度分布规律和湍流度分布规律.采用LES 方法对旋转圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析旋转圆柱周围流场特性和自由剪切层变化规律,最后通过理论模型对流场变化进行分析,得出在高雷诺数、低相对转速的条件下,旋转圆柱后侧下方涡位置的改变对旋转圆柱的升力、尾流区自由剪切层的变化起到了重要的影响.

基于神经网络的差分方程快速求解方法(1912-1921,doi:10.6052/0459-1879-21-040)蒋子超,江俊扬,姚清河,杨耿超

神经网络可有效加速求解线性方程组,但数值精度是限制其应用的因素之一.本文提出了一种结合残差网络与校正迭代的新型求解算法,对于规模大于1000 的线性方程组,该算法求解速度为传统求解方法的10 倍以上,且残差小于10−8.在热传导方程与伯格方程的算例中,该算法的效率和精度得到了具体验证,在大规模方程组的求解中具有进一步应用的潜力.

基于Darcy-Stokes 耦合模型的多孔介质颗粒悬浮液等效黏性系数计算(1922-1929,doi:10.6052/0459-1879-21-144)胡洋,彭巍,李德才

基于Darcy-Stokes 耦合模型以及Beavers-Joseph 界面条件,本文给出了低浓度多孔介质颗粒悬浮液的等效黏性系数与达西数、Beavers-Joseph 系数和体积分数的关系,并发现等效黏性系数随着Beavers-Joseph 系数增加而增加;本模型计算结果也与采用Darcy-Brinkman 模型结合界面剪切应力跳跃条件计算所得的结果进行了对比,结果发现当Beavers-Joseph 系数和界面应力跳跃系数之和为1 时,两类模型在低达西数条件下的结果是几乎是一致的.