振荡叶栅粘性非定常绕流计算的双时间法

通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程，借助运动网格技术，进行了二维振荡叶栅粘性绕流的数值模拟。成功地引入了双时间方法来处理这种振动物体的非定常流动问题，在确保时间／空间精度的前提下，大大加速了计算过程。在双时间法的虚拟时域推进中，采用了高效的多重网格技术，使得双时间法的优势得以充分发挥。所给出的几种二维振荡叶栅非定常绕流的算例，其计算结果与已发表的数据吻合程度良好。     

明渠任意空蚀突体绕流的边界积分方程解

本文在势流假定基础上推导了任意边壁形状明渠空蚀突体绕流的基本方程式,并对弓形和半弓形这两种水工中常见的突体绕流进行了数值计算.与实测资料比较表明,计算压力系数值与实测值符合较好,本文方法能计入重力影响,数值计算时只在边界上进行离散处理,有计算时间短,边界适应能力强,计算精度较高等优点.     

直角网格壁函数的二维高雷诺数机翼绕流计算

针对传统直角网格方法无法准确计算高雷诺数下近壁面区域的流场及剪切应力问题，本文基于自主开发的二维直角网格CFD求解器，采用添加壁面函数的方式模拟了高雷诺数下的机翼绕流。数值模型基于直角网格有限差分方法对N-S方程进行离散，整体求解器的精度在空间和时间上分别达到二阶。通过对低雷诺数下圆柱绕流及机翼绕流的模拟计算，验证了此求解器的精度和可靠性。在高雷诺数下利用壁面函数修正近壁面的速度剖面，使近壁面区域的速度分布更符合实际流动。研究结果表明：本文方法能够有效求解二维高雷诺数机翼绕流问题。同时利用商业计算流体力学软件Star-CCM+采用贴体网格对同样问题进行模拟，数值模拟结果表明本文方法的网格需求要大于贴体网格。     

用格子Boltzmann方法模拟圆柱绕流的振荡边界层

提出了一种用于模拟圆柱绕流的振荡边界层流动的新方法--旋转系统平均法.该系综由一些相同的系统组成,每个系统除使用不同的网格外,具有相同的流动.经模拟圆柱绕流的振荡边界层发现,流体质点的流动具有平行于振荡方向离开圆柱、竖直于振荡方向流向圆柱的特点,同时也发现在紧邻圆柱出现的被称为二次流的4个涡旋流动现象.数值模拟结果符合经典的理论结果.该方法也可用于其他圆柱绕流问题.     

二维非线性辐射问题数值模拟

基于势流理论模拟了二维剖面辐射问题,应用边界元法求解二维剖面速度势,在自由面与物面交点等拐点处采用双点技术,应用四阶龙阁-库塔法处理完全非线性自由面条件,应用数值阻尼处理远方辐射条件,应用平滑技术处理自由面条件以消除锯齿不稳定性,应用三次样条逼近对自由面网格进行重新划分,引入辅助函数以精确求解物面压强,计算了二维剖面水动力以及自由面形状,计算了附加质量和阻尼系数等水动力系数,并与其他理论计算结果做比较。比较表明,该文计算结果与其他理论计算结果吻合良好。     

平板间方柱绕流的格子Boltzmann方法模拟

为研究平板间方柱绕流上下平板对置于其中的方柱绕流所产生的影响,采用格子Boltzmann方法对二维平板间低雷诺数(Re=100)方柱绕流问题进行了数值模拟研究.分析了3种不同阻塞比下,平板边壁对方柱的升、阻力系数、Strouhal数和尾涡流场的影响.结果表明:平板对方柱绕流特性有明显的影响,随着阻塞比的增加,阻力系数和Strouhal数均增大,与无边壁相比阻力系数可增加达30%,而升力系数却随之减小.计算结果与相关实验数据相吻合,验证了格子Boltzmann方法对钝体绕流非定常问题模拟的有效性。     

应用Realizable k-ε湍流模型的振荡水翼绕流数值模拟研究

采用计算流体力学软件Fluent提供的Realizable k-ε湍流模型计算了振荡水翼的绕流问题,利用有限体积法求解雷诺平均N-S方程,空间离散应用二阶迎风格式,速度—压力耦合格式为SIMPLEC格式;为了验证该数值格式及湍流模型,计算了文献中的算例并做了对比;考察了不同参数对振荡水翼周围流场及受力特征的影响,研究表明在一定水翼攻角条件下,水翼振幅及振荡频率均对振荡水翼的涡结构产生发展及其受力特征具有明显的影响.     

流体绕多个钝体不稳定分离流动数值仿真

采用离散涡方法对绕多个钝体不稳定，分离流动进行了数值仿真。数值试验结果表明，在来流对称的条件下，绕双圆柱流动是双稳态的，这和实验是一致的，绕多个钝体的流动更为复杂，前排对后排的流动存在很大的影响，尤其在前排不仅是一个物体的情况下。计算中还包括了物体的不同截面形状，这些计算结果将有助于各种换热器，海洋平台、建筑群布置等正确设计，改变以往仅按平均、稳定流动的设计。     

用格子Boltzmann方法模拟圆柱绕流的振荡边界层

提出了一种用于模拟圆柱绕流的振荡边界层流动的新方法——旋转系统平均法。该系综由一些相同的系统组成,每个系统除使用不同的网格外,具有相同的流动。经模拟圆柱绕流的振荡边界层发现,流体质点的流动具有平行于振荡方向离开圆柱、竖直于振荡方向流向圆柱的特点,同时也发现在紧邻圆柱出现的被称为二次流的4个涡旋流动现象。数值模拟结果符合经典的理论结果。该方法也可用于其他圆柱绕流问题。     

多极展开法求解非对称剖面辐射绕射流场

按照多级展开法求解非对称面辐射和绕射流场,计算了剖面辐射水动力系数和绕射力,按多极展开法求解二维辐射和绕射流场遇到的主要难点是剖面的保角变换问题,对称剖面的保角变换已有学者给出,本文选取有限罗级数作为映射函数,应用比弧法迭代计算保角变换系数,成功地将对称面的保角变换拓展至非对称剖面,在此基础上,本文作者给出了与非对称面保角变换系对应的一组的奇点势表达式,并通过定义与入射波形式相匹配的绕射速率势,统一求解了辐射问题和绕射问题,对典型船型剖面的数值计算结果表明,剖面非对称性对某些水动力系数的影响比较大,因此本文给出了方法具有实际意义。     

船舶在波浪中脉动压力预报的三维方法

船体表面的脉动压力预报对于船体结构有限元分析和可靠性分析是十分重要的。预报船舶运动响应、水动压力和剖面载荷的传统做法是采用切片理论，该理论对常规细长船舶的运动响应和剖面波浪载荷能给出较好的预报结果，但对船体表面脉动压力的预报，却因没有充分考虑三维效应而与船模试验结果出入较大。本文通过引入“高频低速”假定，基于三维线性势流理论，用三维源汇分布法在频域内求解非定常流场，进而计算船舶在规则波中运动、波浪载荷和脉动压力响应。对集装箱船FLOKSTRA的计算结果表明：与切片法相比，本方法计算的脉动压力响应与船模试验结果符合较好。     

基于压力舒适性的女性泳装宽裕量设计及其尺寸优化

通过泳装面料的伸长拉伸回复性实验和泳装压力测试,得到锦/氨面料经纬向弹性回复率与服装压线性相关.研究发现：随着氨纶含量的增加,织物经向和纬向弹性回复率也增大,而泳装服装压减小.结合主观评价和客观测量,得到各部位不同运动状态下的服装压舒适范围,借助泳装各部位宽裕量与服装压的函数关系,通过确定各部位服装压舒适范围来求解宽裕量的舒适范围.由各号型女体围度得到泳装各部位尺寸舒适范围,达到泳装尺寸优化.     

基于ANSYS/FLOTRAN的喷头流道压力损失的有限元分析

ANSYS / FLOT RAN 是基于有限元技术的CFD 软件, 是求解二维、三维流体流动和传热问题的强有力的工具。通过使用大型有限元分析软件ANSYS / FLOTRAN, 激活标准K -ε湍流模型, 对不同工作压力下的安装不同型式稳流器的中压摇臂式喷头内流场进行数值模拟分析, 得到摇臂式喷头内流场的速度矢量图及压力等值线图。此分析直观地反映了摇臂式喷头内流场的压力变化, 并且, 通过比较分析, 可得到一定工作压力下压力损失值最小的摇臂式喷头, 即最佳结构摇臂式喷头, 为摇臂式喷头的优化设计提供了理论参考。     

自激吸气式脉冲射流装置压力及流动特性的研究

利用自制的射流试验平台对自激吸气式脉冲射流装置进行了冲击试验,测量了装置腔体上典型测点压力和靶心冲击力时间历程,运用高速摄像技术观测了装置内部水气流动过程,分析不同结构参数和运行参数下典型测点压力与冲击力脉冲效果,研究了典型测点压力、冲击力脉冲效果与水气流动过程之间的关系。研究结果表明：腔长、下喷嘴直径、工作压力和围压对吸气量有明显的影响;腔长和下喷嘴直径对碰撞体测点压力脉冲效果、冲击力时均值及其脉冲效果均有较大影响,存在着最佳结构参数使装置吸气量、冲击力时均值最大且脉冲效果最好;工作压力和围压对冲击力时均值及其脉冲效果影响较大;装置吸气后腔内形成了气水旋转涡团,气水旋转涡团与碰撞体测点压力和冲击力脉冲效果存在着明显的对应关系,解释了装置产生脉冲射流的原因。     

自适应模糊控制器在船用稳压器压力控制中的应用

针对船舶核动力装置中的稳压器压力调节问题,提出一种自适应模糊控制器,通过学习,在线地调整模糊控制规律及进行参数校正,在实际控制过程中丰富完善自己,符合人在控制决策中的思维特点,通过对某船用稳压器的仿真研究表明,自适应模糊控制器获得了良好的效果,已经具有了优化和智能特性。     

水下爆炸气泡脉动压力下舰船动态响应分析

将船体梁视为两端自由的Ｔｉｍｏｓｉｈｅｎｋｏ梁,在借用二维切片法和水弹性方法的基础上,计算船体梁在水下爆炸于次脉动压力下的响应特性。同时,还建立了在考虑水面效应和气泡运动时舰船受到二次脉动压力的计算模型。最后,以实船计算为例,进一步分析了二次脉动压力下舰船振荡响应的特性。     

静压桩挤土效应及防治措施研究

静压桩在沉桩过程中产生的挤土效应十分明显。沉桩时产生巨大的挤压作用使桩区及附近相当范围内的土体产生向上隆起和水平位移,桩体上抬、偏位、折断时有发生。本文介绍了静压桩的贯入机理以及沉桩挤土效应研究的发展及现状,分析了土体位移机理,并就挤土效应所涉及的几个力学问题进行了较详细地分析,总结了现有的减少沉桩挤土效应的设计和施工两方面的工程措施。结合工程实例,说明采取综合预防措施的有效性,并提出一些合理化建议。     

桥塞硬连接压力激发式点火器

为克服电缆桥塞在座封时易发生的阻挡、卡死、缠死、电缆打结等弊病,解决斜井(30°)、地层结构复杂、套管发生变形及无法实施撞击点火等特殊条件下的桥塞硬连接问题,介绍一种应用于油气井射孔开采领域的桥塞硬连接压力激发式点火器。采用这种点火器的座封工艺既扩大了桥塞硬连接工艺的应用范围,也提高了桥塞座封的可靠性。     

经编无缝合体女上衣压力舒适性研究

以花高花宽、原料、款式以及垫纱相同而贾卡组织不同的3件160/84A单色经编无缝合体女上衣作为试样,挑选25名体型符合160/84A号型区域的青年女性试穿,采用Labview8.2的虚拟技术测量上体不同部位的服装压,并同时进行主观压力舒适性评价.运用模糊综合评判的方法求解各部位的客观压力值,对主观评价中各等级的频数值进行统计分析,并对两者之间的关系进行研究.采用统计学方法得出各部位舒适压范围,从压力敏感度和承压能力两个角度进行了压力舒适性分析.提出对于压力敏感度较高和承压能力较差的部位,可以采用贾卡薄组织或网孔组织的设计来改善经编无缝服装的压力舒适性.     

论(钨矿)地压分析与防治

本文主要是介绍钨矿地压研究方法。把地压现象进行分类统计,明确主次;在地压防治方面,强调局部地压的防治,并对干式充填和崩落两种处理空区的方法作了较为详细地论述;而对大面积地压的防治,主要是地压监测和预报。