用N-S方程求解绕球体三维流场

要想获得较好的流场数值模拟结果,首先要有较好的网格生成方法,根据流场物理量变化的激烈程度,所生成的网格应该疏密有序,并且具有良好的贴体性和正交性.本文利用一种网格生成方法——等比数列方法生成绕球体的“O”型网格,并利用LU 近似因式分解法求解N-S方程,得到球体的流场解,其结果合理     

有翼飞行器复杂粘性绕流N-S方程数值模拟

文中以数值求解N-S方程组为出发点,详细探讨了粘性绕流模拟中的网格生成技术、N-S方程的数值求解方法以及湍流模型的求解与应用.结合代数方法和求解椭圆型偏微分方程方法发展了一种复杂外形的高质量结构化粘性网格生成技术.在有限体积方法的基础上,采用改进的中心离散格式并基于Baldwin-Lomax湍流模型,通过求解N-S方程组精确地数值模拟了包括三维机翼、三维翼身组合体在内的亚、跨声速流场.     

一种基于数值虚拟飞行技术的弹丸稳定性评估方法

基于数值虚拟飞行技术,采用动态嵌套网格,耦合求解非定常N-S方程和六自由度刚体运动方程,发展了一种能够考虑非定常气动效应的弹丸稳定性评估方法.通过对典型外挂物投放标模和BRL的M852子弹标模进行数值模拟,验证了数值方法正确、有效,可以用于数值虚拟飞行模拟.最后对某质量模拟弹丸进行了虚拟飞行模拟,给出了不同扰动情况下的落点散布和飞行稳定性评估结论.     

基于动态嵌套网格的非定常气动力数值模拟

在惯性系下耦合求解非定常N-S方程和六自由度刚体动力学方程,对含有运动边界的复杂非定常流场进行了数值模拟,计算中采用动态嵌套网格技术,双时间方法结合Runge-Kutta显式时间推进进行数值求解。作为应用实例,数值模拟了矩形机翼刚性谐和振动以及外挂物投放的复杂非定常流场,计算结果同实验数据吻合较好,表明了数值方法的正确性和有效性。     

Euler方程无网格算法在可压缩流场中的应用

无网格算法区域离散用“点云”代替传统的网格算法中的网格划分。在当地点云上,引入二次极小曲面逼近计算空间导数,离散的Euler方程运用五步Runge—Kutta法直接推进求解。文中将非结构网格上的守恒型耗散算子直接应用到无网格方法中．计算域内点的生成借鉴成熟的结构网格和非结构网格生成技术,点云的选取快速而方便。最后,运用该方法给出了几个典型的算例。     

弹丸绕流流场贴体网格自动生成研究

贴体曲线网格的自动生成是弹丸绕流流场数值模拟技术的重要组成部分.本文采用Thompson任意曲线网格生成方法和非齐次离散源项,研究了弹丸流场求解域的网格生成问题.实际的流场计算表明,用这种方法生成的曲线网格,完全满足弹丸绕流流场Navier-Stokes方程数值模拟的需要.     

基于嵌套网格的超声速子母弹分离数值分析

为研究超声速下子母弹分离流场和气动特性,采用嵌套网格技术和有限体积法离散求解三维黏性可压缩流的Navier-Stokes方程,同时建立6自由度刚体的运动学方程与动力学方程。将6自由度刚体运动与计算流体力学耦合,数值模拟超声速下子母弹分离过程,研究子母弹分离过程的流场特性和子弹初始分离状态（如子母弹初始分离时子弹飞行速度及其初始姿态角等）对其分离过程的影响。结果表明：嵌套网格技术可以很好地模拟超声速下子母弹分离的复杂干扰流场;超声速条件下,子弹脱开母弹时的飞行速度和子母弹初始分离速度越大,分离攻角越小,各个弹体之间可以更安全快速地分离。     

栅格翼流体动力性能数值模拟

用Fluent软件对单独栅格翼的流体动力性能作了数值模拟: 对N-S方程用有限体积法进行离散、非耦合隐式方法差分求解、多重网格加速收敛, 得到了栅格翼法向力、轴向力、铰链力矩等随舵偏角δ的变化规律.计算值与截面为600mm×600mm空泡水洞的实验结果作了比较, 两者吻合得很好.     

基于定常NS方程的飞行器滚转阻尼力矩系数导数计算方法

文中在物面无滑移边界条件的基础上施加物面绕体轴的切向速度。通过求解定常NS方程对飞行器滚转进行模拟。基于滚转力矩对滚转角速度的展开,发展了一种基于求解定常流场的滚转阻尼力矩系数导数计算方法。该方法物理意义比较明确。由于避免了求解非定常流场．计算量小．速度快。通过对导弹标模的计算值与实验值的对比分析表明,计算结果均在实验值的误差带之内,变化趋势比较一致．因此该方法可以用于工程设计。     

层流非预混燃烧的火焰面模型理论及数值研究

火焰面方法是求解非预混燃烧最有效的手段之一,但常规火焰面方程包含组分扩散系数相等及刘易斯数恒等于1的基本假设,所生成的火焰面库不适于层流非预混燃烧流场计算。针对单步全局化学反应及原子守恒两种混合分数定义存在的不足,采用守恒传输方程对混合分数重新进行了定义。然后根据物理平面层流对撞射流火焰控制方程及新混合分数定义,详细推导得出了考虑组分扩散系数及刘易斯数影响的相容火焰面方程。最后修正了TWOPNT软件包计算相容火焰面方程时影响计算稳定性及计算效率的三点不足,并通过仿真计算证实了相容火焰面方程的合理性,比较分析了火焰面方程的标量耗散率模型对火焰面库的影响。结果表明:相容火焰面方程与物理平面控制方程在新混合分数定义下生成的火焰面库比较吻合,而常规火焰面方程在火焰峰附近的温度分布,以及与单位刘易斯数差别较大的组分分布存在较大误差;当氧化剂密度与燃气密度比值及当量耗散率较小时,考虑密度变化的标量耗散率模型几乎不会对仿真结果产生影响。     

基于FLUENT的机动管线泵机组发动机气缸数值模拟

建立了发动机气缸与活塞的三维简化模型并对其进行了动网格划分,应用FLUENT对发动机气缸内的气体压缩及膨胀过程进行了仿真模拟,对气缸温度及压力进行了数值分析,得出了发动机气缸温度变化曲线图及温度、压力变化云图,分析比较了仿真模拟数据与数值计算数据,对模型的准确性进行了验证。     

大型通道中粉尘爆炸的数值模拟

将火焰阵面视作无限薄的内边界,流场被分为两部分。根据火焰阵面的守恒方程,火焰两侧的特征线方程以及湍流燃烧公式可求出火焰两侧的参数。再根据管道两端的边界条件,利用 Rubin-Lax-Wendroff 格式进而求得不同时刻管内流场的结构。本文凭此对大型通道中的粉尘爆炸进行了数值模拟和讨论。     

装填材料对PELE侵彻混凝土效能影响研究

为研究惰性装填物对PELE侵彻混凝土靶板效能影响,利用有限元软件LS-DYNA对不同惰性装填物的PELE侵彻混凝土靶板进行数值模拟。结果表明:与PELE侵彻混凝土靶板相比钢靶的形成破片质量较大、速度较慢;不同装填物对靶板的破坏效能不同;尼龙装填物比橡胶对靶板破坏的面积大,破片数量多。通过实验验证了模拟结果的正确性和可靠性。     

纤维/二元合金复合材料凝固过程的数植模拟

:根据合金凝固过程中的守恒定律和传输原理,建立了纤维二元合金复合材料的凝固模型。利用所建立的模型,对Al2O3AlCu复合材料的凝固过程进行了数据模拟,研究了复合材料凝固时溶质传输和分布及其对纤维基体界面的影响。模拟结果与实验结果吻合较好。     

桥带电阻的数值模拟研究

从理论上对桥带电阻进行了数值计算，研究了桥带尺寸、环境温度及各种因素与桥带电阻的关系，为确定桥带电阻的控制参数和质量标准提供科学依据．     

在弹药检验中的一阶数值微分法及其误差分析

在火药性能分析、产品验收及弹道模拟等技术应用中,密闭爆发器p～t曲线的微分曲线dp/dt～t起着至关重要的作用。数值微分法是获得微分曲线的一种有效的方法和手段。本文应用计算方法理论和概率统计知识,对数值微分法所产生的拟合误差和随机误差进行了详细的推导和分析,对数值微分方法的选定和误差估计,将具有一定的理论指导意义。     

纤维/二元合金复合材料凝固过程的数值模拟

根据合金凝固过程中的守恒定律和传输原理,建立了纤维／二元合金复合材料的凝固模型。利用所建立的模型,对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ复合材料的凝固过程进行了数据模拟,研究了复合材料固时溶质传输和分 及其对纤维／基体界面的影响。模拟结果与实验结果吻合较好。     

端盖对FAE燃料抛撒影响的数值模拟

分析了FAE燃料抛撒的影响因素,阐述了端盖的材料与厚度影响燃料抛撒的理论依据,运用AUTODYN软件对FAE装置燃料近区的抛撒进行了数值模拟研究;结果表明：端盖的材料与厚度,材料的屈服强度和厚度越大,对燃料的轴向抛撒限制效果越好,有利于燃料的抛撒。     

一种损伤准则在ABAQUS中的引入

利用ABAQUS/Explicit模块所提供的材料本构接口VUMAT,将一种含损伤热塑性本构方程和微空洞延性损伤准则引入其中,以圆柱壳在外爆载荷下破坏问题为例,进行了数值模拟,将壳体破裂时的一些参数与实验进行了比较,包括破裂时间与平均环向应变,结果基本相符,说明所采用的方法可行有效.     

轴流压气机引气的多通道三维数值模拟方法研究

以单级轴流压气机为例,针对轴流压气机引气开展了多通道全三维数值模拟方法的研究。首先对具有试验结果的NASA Stage35单级轴流压气机的内部流场进行详细的数值模拟,对比计算结果与试验结果,确定了一套准确可靠的数值模拟方法。再对某一单级轴流压气机无引气、全周开缝引气、周向均布集中开孔引气进行多通道三维数值模拟,确定该方法用于研究轴流压气机引气的可行性。结果表明,引气量、喘振裕度和压气机效率是分析引气对轴流压气机气动性能影响的三个关键因素,多通道三维数值模拟方法可对不同引气方式下轴流压气机的气动性能进行仿真计算,并为引气方式的防喘/退喘技术研究提供依据。