无动量亏损尾迹三维数值模拟

利用计算流体力学软件,对粘性不可压缩流体的平板翼型绕流进行了三维数值模拟,采用有限体积法计算程式,求解不可压缩Navier-Stokes方程,模拟平板翼型在尾缘有无吹气时的流动情况,得到了平板翼型尾迹的传播特性。并使用四种常用湍流模型在相同的网格条件下进行数值模拟,模拟结果与相应的试验数据对比,分析各种湍流模型对带尾缘吹气的三维模型数值模拟结果的影响,得出了不同湍流模型对带尾缘吹气的模型的适用性以及精度的评估性结论。数值模拟的结果表明SST湍流模拟对模拟尾迹区流动具有很好的适应性,预测得到的轴向速度分布、尾迹特征长度变化以及流动相似性和试验结果进行了对比,和试验结果吻合较好。     

附体对分层流中潜艇水动力特性的影响

为探讨密度分层流中附体对潜艇周围流场及阻力特性的影响,基于雷诺平均方程建立一种用于模拟密度分层流中水下潜体航行特征的计算流体力学模型。采用SUBOFF潜艇模型进行收敛性研究,并与实验结果进行对比验证数值模型的精确性;采用该模型模拟得到加装不同附体工况下的潜艇以不同航速航行时的水动力特性,并结合压力变化分析相关结果产生的原因。结果表明：附体对分层流中潜艇水动力特性的影响与航速高低有关;在弗劳德数为0.5附近,潜艇兴波阻力系数达到最高;附体带来的潜艇表面曲率突变会引起较大的压力变化;所建模型展示了潜艇的航行尾迹特征,并对密度分层流中水下潜体运动问题模拟方法的选取及潜艇附体的优化设计具有一定参考价值。     

水下航行体机动兴波尾迹遥感探测概率研究

针对水下航行体执行特定任务时易被敌高空遥感探测器发现的问题,对其兴波尾迹探测概率进行分析。在分析兴波尾迹形成机理的基础上,根据势流理论,运用格林函数对流体的点源问题进行分析,建立水下航行体的兴波尾迹模型;根据海面波浪模型和能量等分法,模拟随机海面提取信噪比,构建水下航行体被高空遥感探测器发现时的暴露概率模型,仿真不同海况、深度、速度条件下被发现的概率,并进行分析。仿真结果表明,该分析对使用水下航行体的作战指挥人员具有指导意义。     

多级压气机动叶不同CLOCKING位置下尾迹/附面层干扰分析

采用harmonic非定常计算方法模拟了某型燃气轮机中间三级轴流压气机流场,研究第二级动叶处于不同CLOCKING位置下尾迹输运机理,指出在非定常条件下,叶片排之间干扰主要来自于尾迹和势流对叶片排的交替作用。在CLK0位置,上游尾迹的输运主要表现为单个尾迹向下游的传播过程。在CLK2位置,上游动、静叶片尾迹掺混发生显著不同,上游尾迹的输运呈现多个尾迹的传播过程,进而导致下游叶片非定常气动负荷的波动幅值出现显著差异。     

SAR图像船只尾迹检测研究综述

利用星载合成孔径雷达(SAR)图像进行海面船只尾迹检测的研究在海洋领域具有重要意义。SAR海洋图像中尾迹线性特征的检测和精确定位是个难点,研究了SAR图像中船只尾迹的检测方法,根据近年来SAR图像海面船只尾迹检测的发展,总结了尾迹类型及其成像机理,分析了影响尾迹检测的因素和目前国内外的尾迹检测算法,通过对这些方法的对比分析得出它们的优缺点,并对今后的研究方向进行了展望。     

基于自由尾迹方法的风力机气动特性计算

建立了适合于水平轴风力机气动特性分析的自由尾迹计算方法。该方法中,桨叶模型采用二阶升力线理论,尾迹使用畸变的自由尾迹模型,以更好地模拟流场特性及桨尖三维效应,采用松弛迭代方法对尾迹涡线进行离散求解。计算了风力机处于轴流工况时桨尖涡位置及诱导速度分布,并与BEM计算结果和文献实验数据进行比较。结果表明,自由尾迹方法计算结果优于BEM理论,并得到详细的尾迹结构和三维流场,具有较好的实用性。     

应用三元流动技术降低循环水场电耗

对中国石油化工股份有限公司济南分公司循环水系统进行三元流叶轮改造。在不改变泵体、电机、管路系统的前提下,以射流—尾迹三元流动理论为设计基础,设计制造了新型三元流叶轮,代替原泵内的普通叶轮。改造后,经过用电量统计对比,年用电量减少813万多度,节能降耗效果明显。     

NUMERICAL STUDIES ON THE PROPULSION AND WAKE STRUCTURES OF FINITE-SPAN FLAPPING WINGS WITH DIFFERENT ASPECT RATIOS

An immersed-boundary method is used to investigate the flapping wings with different aspect ratios ranging from 1 to 5. The numerical results on wake structures and the performance of the propulsion are given. Unlike the case of the two-dimensional flapping foil, the wing-tip vortices appear for the flow past a three-dimensional flapping wing, which makes the wake vortex structures much different. The results show that the leading edge vortex merges into the trailing edge vortex, connects with the wing tip vortices and then sheds from the wing. A vortex ring forms in the wake, and exhibits different patterns for different foil aspect ratios. Analysis of hydrodynamic performances shows that both thrust coefficient and efficiency of the flapping wing increase with increasing aspect ratio.