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带襟翼的机翼尾涡合并数值计算 预览
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作者 王志博 孙刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期73-79,共7页
为获得带有襟翼的机翼尾涡的合并动力学过程,在验证数值方法的基础上,数值模拟带有襟翼的机翼绕流尾流场,根据涡合并特征将合并过程划分为诱导共转阶段、合并阶段和轴对称化阶段.采用涡间距量纲—化尾流区域描述二涡诱导合并.变换弦长... 为获得带有襟翼的机翼尾涡的合并动力学过程,在验证数值方法的基础上,数值模拟带有襟翼的机翼绕流尾流场,根据涡合并特征将合并过程划分为诱导共转阶段、合并阶段和轴对称化阶段.采用涡间距量纲—化尾流区域描述二涡诱导合并.变换弦长雷诺数、襟翼翼梢与机翼翼梢的间距、襟翼角度,改变襟翼翼梢涡与机翼翼梢涡的强度比,得到尾涡合并差异的特征.计算结果表明:随着雷诺数的增加涡的强度增加,涡量的扩散程度减低,涡合并过程被推迟,空间诱导运动过程得到延长,涡系空间诱导运动增强,涡合并的雷诺数效应随着雷诺数增加而减弱,缩短涡间距,加速涡合并过程,但合并后的远场涡尺寸和形态没有显著改变;襟翼涡随着襟翼角的减小而减弱,强度逐渐减弱的襟翼涡逐步被翼梢涡拉伸卷吸,微弱的襟翼涡系在近场中的合并过程完全改变,翼梢涡的运动轨迹并未受到诱导运动.翼梢涡合并的雷诺数效应表现为诱导运动过程的增强,尾流中强度小的涡系起不到明显的诱导作用. 展开更多
关键词 襟翼 翼梢 雷诺数 合并 环量
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脉冲射流声场的直接计算 预览 被引量:1
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作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 姜孝海 黄振贵 《南京理工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期228-233,共6页
为了探讨亚声速射流气动声场中的主要噪声源以及声波产生机理,基于大涡模拟方法与高精度加权本质无振荡混合格式,对亚声速脉冲射流初始流场的发展过程进行了数值模拟,并根据得到的动力学流场对气动声场进行了直接计算。数值结果描述了... 为了探讨亚声速射流气动声场中的主要噪声源以及声波产生机理,基于大涡模拟方法与高精度加权本质无振荡混合格式,对亚声速脉冲射流初始流场的发展过程进行了数值模拟,并根据得到的动力学流场对气动声场进行了直接计算。数值结果描述了射流剪切层在KelvinHelmholtz不稳定作用下失稳卷起小涡序列以及相邻小涡间相互旋转合并现象,并发现脉冲射流场的主要声源包括由前导压缩波形成的脉动噪声源、涡合并形成的四极子声源以及涡核内因涡卷起、变形与破碎所形成的湍流混合噪声源。其中,脉动噪声源最强,而涡合并所产生的四极子声源在整个声场中占主导地位。 展开更多
关键词 射流 剪切层 气动声学 模拟 合并
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同向双涡合并过程声波研究 预览 被引量:1
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作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 黄振贵 姜孝海 《南京理工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期886-890,共5页
为了对常见不稳定流中声波产生过程的基本物理现象进行研究,基于大涡模拟方法与高阶精度加权本质无振荡混合格式,对剪切流中同向双涡合并过程的动力学流场及其声场进行了数值模拟。结果描述了同向旋转双涡合并过程,揭示了双涡合并产生... 为了对常见不稳定流中声波产生过程的基本物理现象进行研究,基于大涡模拟方法与高阶精度加权本质无振荡混合格式,对剪切流中同向双涡合并过程的动力学流场及其声场进行了数值模拟。结果描述了同向旋转双涡合并过程,揭示了双涡合并产生旋转四极子声源的机理,且与相关研究相符。对剪切层的气动声场进行了数值模拟,揭示了剪切层中双涡旋转合并过程,发现涡合并过程产生的声波在整个剪切层声场中占主导作用,且合并在半个周期内完成。 展开更多
关键词 气动声学 合并 声波 模拟 加权本质无振荡混合格式
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低对流马赫数平面混合层的声波产生机理 被引量:3
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作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 黄振贵 姜孝海 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期190-195,共6页
为了详细揭示低对流马赫数下平面混合层的声波产生机理,基于高精度混合格式,对空间发展的平面混合层的流场结构及其声场特性进行了直接模拟。数值结果描述了对流马赫数为0.4时混合层失稳产生的涡串以及涡发展过程中所存在的各种声源,其... 为了详细揭示低对流马赫数下平面混合层的声波产生机理,基于高精度混合格式,对空间发展的平面混合层的流场结构及其声场特性进行了直接模拟。数值结果描述了对流马赫数为0.4时混合层失稳产生的涡串以及涡发展过程中所存在的各种声源,其中包括常规的单涡四极子声源、双涡以及多涡合并过程产生的四极子声源,另外,还发现因K-H不稳定引起混合层振动而产生的偶极子声源,声波以平面波的形式向周围传播。 展开更多
关键词 混合层 气动声学 合并 声源
封闭水平矩形腔内流体自然对流第一次逆叉形分岔的数值研究 预览
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作者 王小华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期 249-254,261,共7页
本文采用二阶全展开ETG(Euler-Taylor-Galerkin)分裂步有限元方法,对长宽比为3.5(L/B=3.5,如图1所示)的封闭矩形腔体内,三种Pr数条件下,定常层流范围内,流体自然对流叉形分岔随Rayleigh数的演化过程进行了数值模拟。研究结果表明,... 本文采用二阶全展开ETG(Euler-Taylor-Galerkin)分裂步有限元方法,对长宽比为3.5(L/B=3.5,如图1所示)的封闭矩形腔体内,三种Pr数条件下,定常层流范围内,流体自然对流叉形分岔随Rayleigh数的演化过程进行了数值模拟。研究结果表明,该矩形腔内对应三种Pr数条件下,流体的叉形分岔的演化过程中,在第二次模态Ⅱ型叉形分岔之后,均会出现两个较小尺度涡旋合并,突变为一个较大尺度涡旋的全新叉形分岔模态。即在某临界Ra数两侧,存在定常四涡结构和定常三涡结构两个定常解支,当系统控制参数Ra越过临界值,前者被后者突发性取代,这是完全不同于传统叉形分岔的逆叉形分岔。其数值预报,则采用分半法结合流动拓扑结构及典型截面处速度扩线上鞍点的变化来确定。计算结果表明,在计算的Pr数条件下,随Pr数的增加逆叉形分岔对应临界Ra数的取值也会提高。 展开更多
关键词 封闭水平矩形腔 自然对流 第一次逆叉形分岔 合并 鞍点 Pr数的影响
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超声速中等欠膨胀冲击射流的涡声关系研究 预览
6
作者 崔新光 姚朝晖 张锡文 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期169-176,共8页
使用大涡模拟方法对冲击面为平面的超声速中等欠膨胀冲击射流进行了数值模拟.利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N—S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge—Kutta法.通过与经典的冲击... 使用大涡模拟方法对冲击面为平面的超声速中等欠膨胀冲击射流进行了数值模拟.利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N—S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge—Kutta法.通过与经典的冲击射流实验比较,证实了程序的可靠性.数值模拟得到了流场中不同尺度的涡结构和激波结构,观察到了上行声波和反射波以及流场中不同位置的声源,分析了冲击区剪切层附近区域的压强和涡旋转强度变化的频率、冲击平板上的压强变化频率以及射流剪切层中不同位置的涡合并出现的频率,发现冲击区剪切层附近区域的压强和涡强度变化以及射流剪切层中的涡合并现象和离散频率的冲击单音有重要关联. 展开更多
关键词 超声速冲击射流 紧致格式 模拟 合并 冲击单音
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超声速弱欠膨胀冲击射流流场结构 被引量:2
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作者 崔新光 姚朝晖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期684-689,共6页
为了对超声速弱欠膨胀冲击射流的流场结构细节进行研究,使用大涡模拟方法对其进行了数值模拟。利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N—S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-kutta法。亚... 为了对超声速弱欠膨胀冲击射流的流场结构细节进行研究,使用大涡模拟方法对其进行了数值模拟。利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N—S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-kutta法。亚格子尺度模型采用的是修正Smagorinsky涡粘性模型。通过与经典的冲击射流实验比较,证明了程序的可靠性。数值模拟得到了剪切层以及壁面射流中的涡结构和主射流中的激波结构,并且在此基础上对涡合并和板前激波和涡干扰现象进行了深入研究。发现涡合并现象主要出现在流场的上游,越往下游出现的几率越小;涡和板前激波的相互作用会引起激波位置和强度以及冲击平板上冲击区的压强的显著变化,同时也会导致涡的变形。 展开更多
关键词 超声速冲击射流 紧致格式 模拟 合并 激波干扰
一个β中涡对双台风相互作用影响的物理过程 预览 被引量:3
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作者 代刊 罗哲贤 滕代高 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期 494-502,共9页
利用高分辨率f平面正压拟谱模式,分析一个β中尺度涡对双台风相互作用影响的物理过程。结果表明:β中涡的存在可以使原本排斥的两个DeMaria型台风涡旋合并;β中涡改变双台风相互作用终态的物理机制是:初始时段处于某一台风涡旋正影... 利用高分辨率f平面正压拟谱模式,分析一个β中尺度涡对双台风相互作用影响的物理过程。结果表明:β中涡的存在可以使原本排斥的两个DeMaria型台风涡旋合并;β中涡改变双台风相互作用终态的物理机制是:初始时段处于某一台风涡旋正影响区内的β中涡,构成了非对称涡度场,进而在该台风涡旋内部产生指向另一个台风涡旋的气流。该气流如果足够强,则会使两个台风的中心距离在短时间内下降到合并临界距离之内,触发双涡合并过程的发生。 展开更多
关键词 双台风 合并 中尺度 非对称度场
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多涡自组织的初步研究 预览 被引量:14
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作者 周嘉陵 马镜娴 +1 位作者 陈联寿 罗哲贤 《气象学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期464-473,共10页
在涡旋自组织动力学的框架内,用f平面二维准地转模式研究了初始场上不规则分布的由12个β和γ中尺度涡构成的涡群如何自组织成一个较大涡旋的问题。结果表明,多涡自组织是一个逐次合并的过程,开始时是相邻双涡的合并,然后形成三涡... 在涡旋自组织动力学的框架内,用f平面二维准地转模式研究了初始场上不规则分布的由12个β和γ中尺度涡构成的涡群如何自组织成一个较大涡旋的问题。结果表明,多涡自组织是一个逐次合并的过程,开始时是相邻双涡的合并,然后形成三涡流型,最后才形成一个α中尺度的终态涡。因此,多涡共存条件下的双涡作用,是多涡自组织的一个基本的物理过程。初始场上的每一个涡或涡块,主要有两类“前景”,一是其涡量与相邻涡涡量合并,成为新的一个涡的内区的涡量来源;二是被相邻涡的环流拉伸,成为新的一个涡的螺旋带涡量的来源。每一个新的涡,类似地也有这两类前景,直至惟一的一个较大尺度的涡自组织起来。初始涡结构描述精度不同,自组织过程中涡互旋和涡合并的速率均会不同,终态涡内区涡量来源也不相同,说明准确给出初始涡群涡结构特征十分重要。最后指出了二维准地转流自组织过程数值解的一个属性,即总动能缓慢衰减,总涡度拟能迅速衰减,最大尺度涡旋的环流迅速加大。 展开更多
关键词 合并 自组织 二维准地转流
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超声速平面混合层小激波的形成与演变 预览 被引量:6
10
作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 黄振贵 姜孝海 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期772-778,共7页
为了揭示超声速混合层中小激波形成机理及其与涡相互作用的演变过程,本文基于大涡模拟(LES)方法,结合五阶精度混合TCD/WENO格式,对超声速平面混合层在对流马赫数为Mc=0.65条件下的流场结构进行了数值模拟,数值结果详细描述了超... 为了揭示超声速混合层中小激波形成机理及其与涡相互作用的演变过程,本文基于大涡模拟(LES)方法,结合五阶精度混合TCD/WENO格式,对超声速平面混合层在对流马赫数为Mc=0.65条件下的流场结构进行了数值模拟,数值结果详细描述了超声速混合层中小激波的形成过程。研究了小激波形成后,随涡运动而产生的变形、脱落及发展过程。同时,对混合层双涡合并过程中,小激波与相邻涡相互作用所产生的变形与演变过程进行了讨论。 展开更多
关键词 超声速混合层 小激波 可压缩性 模拟 合并
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混合层中四涡合并过程的数值研究 预览 被引量:1
11
作者 邵雪明 林建忠 《科技通报》 2000年第3期 169-174,180,共7页
用拟谱方法对混合层四涡合并的规律进行了数值研究。分析了其波和次谐波之间相位差对涡合并过程的影响,并引入旋转点和拉伸点的概念对种影响进行了解释。计算结果表明:四涡的合并存在6种形式,因此,可以通过施加多级次谐波并改变它... 用拟谱方法对混合层四涡合并的规律进行了数值研究。分析了其波和次谐波之间相位差对涡合并过程的影响,并引入旋转点和拉伸点的概念对种影响进行了解释。计算结果表明:四涡的合并存在6种形式,因此,可以通过施加多级次谐波并改变它们之间的相位差主动控制拟序涡的发展和演变。 展开更多
关键词 混合层 数值模拟 合并 自由剪切层流场
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