一、AN EXPERIMENTAL STUDY ON THREE DIMENSIONAL STRUCTURE OF BAROCLINIC WAVY JET STREAM IN A ROTATING ANNULUS SUBJECT TO RADIAL TEMPERATURE GRADIENT（论文文献综述）
管永康[1]（2021）在《激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的数值研究》文中研究说明激波与气-液界面的相互作用作为超声速燃烧等实际工程应用中一种常见且复杂的物理现象,具有广泛的工程应用背景和重要的学术研究价值,一直是计算流体力学领域的研究热点之一。本文拟研究激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的演化规律,为超声速燃烧中燃料混合效果的优化控制等实际工程应用提供理论支撑,并为后续三维高精度数值研究奠定基础。本文结合Volume of Fluid（VOF）模型和大涡模拟方法（LES）,针对激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的演化过程开展了一系列数值研究,讨论了经典平面激波和非平面激波与气-液两相斜界面间的相互作用问题,分析了激波马赫数、激波阵面初始倾角、激波阵面初始扰动振幅、激波阵面初始扰动波长和气-液两相斜界面初始倾角等因素对界面变形及湍流混合现象的影响规律。主要内容如下:（a）构建了基于VOF和大涡模拟的气-液两相流模型和数值计算方法,应用激波管理论确定了经典平面激波和非平面激波工况下的初始流场参数。（b）针对经典平面激波与气-液两相斜界面相互作用行为开展了数值模拟,研究了激波马赫数、激波阵面初始倾角和气-液两相斜界面初始倾角等因素对界面变形及湍流混合现象的影响规律。（c）针对非平面激波与气-液两相斜界面相互作用行为进行了数值模拟,依托MATLAB平台构建了正弦激波阵面初始几何条件,开展了激波马赫数、气-液两相斜界面初始倾角、激波阵面初始扰动的振幅和波长等因素的参数研究,揭示了初始条件对非平面激波诱导斜界面变形及湍流混合现象的影响机制。本文主要结论如下:（1）给定工况下湍流混合区宽度整体上随时间呈近线性增长的趋势。（2）增大激波马赫数对界面变形和湍流混合程度的提升效果最为显着,调整激波马赫数的大小是控制界面变形和湍流混合程度的首选方式。（3）随着气-液两相斜界面倾角的增加,界面上下两侧凸起结构分布的不对称性愈发明显,相同时刻时湍流混合区宽度增大。（4）经典平面激波冲击时,调整激波阵面初始倾角将通过改变正激波强度的方式对界面变形及湍流混合现象的发展产生影响。（5）非平面激波冲击时,随着初始扰动振幅的增加,相界面上凸起结构的成形速度加快,湍流混合初期相界面的弯曲程度增大,湍流混合后期相界面上发生凸起结构脱落和破碎现象的时间提前,相同时刻时湍流混合区宽度增加。（6）非平面激波冲击时,随着初始扰动波长的减小,相同时刻时湍流混合区宽度增加,相界面上的凸起结构更早地发生脱落和破碎的现象,不同工况间湍流混合区宽度的差值增大,界面变形和湍流混合程度增强。本文的创新性在于:基于MATLAB及流体仿真平台,构建了特殊正弦激波阵面几何模型;基于多相流体组分模型,构建了非平面激波与气-液两相斜界面相互作用行为的数值研究方法,揭示了初始扰动条件对界面变形及湍流混合程度演化的影响规律。
沈毅[2]（2020）在《守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学》文中研究说明可压缩多相流现象不仅涉及到大量自然界现象和工程应用,还是流体力学的关键基础科学问题。本文发展了一种适用于模拟可压缩两相流的守恒型尖锐界面数值方法;基于该方法,对平面激波冲击壁面附近含泡液滴和壁面附着含泡液滴两个典型的可压缩两相流问题进行了研究。主要工作内容及研究结论如下:（1）结合切割网格方法和arbitrary Lagrangian-Eulerian（ALE）框架下的有限体积法,提出了适用于模拟二维和三维可压缩多相流的守恒型尖锐界面数值方法。基于笛卡尔网格,首先使用切割网格重构-组装技术在界面附近生成网格边界与界面时时重合的非结构界面网格,而在远离界面的地方保持结构笛卡尔网格;然后在结构-非结构混合网格上,将表征流体运动的守恒型欧拉方程在ALE框架下离散成有限体积方程并进行数值求解。利用切割网格中流体位置的对称性和旋转对称性,显着降低了界面网格生成的复杂性;同时与之前的二维方法（Lin e6 al.,2017）相比,新的网格组装技术有效避免了体积过大的界面网格出现,从而保证了界面附近流动求解的精度。通过模拟几个典型的可压缩两相流动问题验证了本方法的精确性和鲁棒性。（2）数值模拟研究了平面激波冲击壁面附近含泡液滴问题,研究了气泡与液滴同心、左偏心和右偏心三种构型。本文将波系和界面演化的动力学过程分为前、中、后三个时期分别进行了讨论。演化前期,液滴尚未发生明显变形,液滴内锯齿波系及其诱导波系的产生和传播是这一阶段的主要流动特征。我们发现,锯齿波系由液滴内交替的周期性压缩波和膨胀波组成,并在气泡内诱导产生同周期、涟漪状的压缩波系。演化中期,在气流高压和气泡内低压的持续压差作用下,上游和下游液层相向加速运动、液滴迅速挤压变形。由于液层运动加速度和液层厚度成反比,因此左偏心、同心和右偏心三种构型下上游液层运动依次变快、变形依次变大,而下游液层反之。演化后期,上游和下游液层相向撞击,产生水锤激波和反弹射流,撞击时液层厚度和速度的差异导致了反弹射流方向的多样性。（3）数值模拟研究了平面激波冲击壁面附着含泡液滴问题,考虑了纯液滴、同心含泡液滴和偏心含泡液滴三种构型。在纯液滴构型中,主要研究了液滴内压力波传播和液滴能量随时间的变化规律以及液滴界面演化的动力学过程。我们发现液滴内压力波在液滴界面和壁面之间反复地撞击反射,并交替地产生压缩波和膨胀波,它们在液滴内周期性地来回传播并诱导了液滴内能的周期性波动。液滴迎风面驻点和壁面驻点附近的流体由于受到持续高压气流的挤压作用,逐渐向液滴中心凹陷运动;与此同时,液滴45度角处的流体被挤成尖角,随后逐渐演化成细长的液丝。在同心构型中,通过改变气泡初始半径进行对比研究,深入探讨了液滴内塌陷压力波传播、气流中脉冲压缩波传播、气泡振动和液滴能量波动,并揭示了它们之间的关系。我们发现气泡首次塌陷到最小时的液滴动能和气泡初始体积成正相关的线性关系,液滴动能越大导致气泡塌陷越剧烈。气泡塌陷产生的极高压力在液滴内诱导产生高强度的塌陷压力波,其在液滴内周期性传播的规律和纯液滴构型类似,不仅如此,塌陷压力波还在液滴内外界面分别诱导气泡次频振动和气流中同频率脉冲压缩波。在偏心构型下,保持气泡体积不变、改变偏心距离进行对比研究,我们发现气泡越靠近壁面的情况下气泡首次塌陷到最小时的液滴动能越大,因而诱导气泡塌陷越剧烈、壁面最大压强越高;我们还发现当气泡远离壁面、上游液层较薄时,液滴上游会产生逆向射流。
张仁涛[3]（2020）在《旋转爆震发动机进气道流动特性分析》文中指出旋转爆震发动机具有比冲高、结构简单等诸多潜在优势,是一个重要发展方向。不同于常规冲压发动机进气道,旋转爆震发动机进气道受下游燃烧室旋转爆震波影响,存在运动激波主导的复杂流动。本文采用理论分析与数值仿真相结合的方法系统研究了运动激波传播、演化过程、运动激波/边界层干扰物理机制,分析了关键参数的影响规律。首先,采用理论与数值仿真方法研究了等直管道内运动激波主导的流动特征,获得了下游脉动压力特性,来流马赫数,边界层厚度对流动特征的影响规律。研究发现:运动激波在向上游传播过程中其强度逐渐衰减,波后总温、总压、静温、静压呈阶跃式上升,随后受下游膨胀波影响上述参数下降;不同于驻激波/边界层干扰,运动激波/边界层干扰的流动特征由来流马赫数和激波强度共同主导,来流马赫数越小、激波越强,运动激波后倒流现象越严重。其次,采用非定常数值仿真方法系统研究了旋转爆震发动机进气道的流动特性。研究表明:受下游燃烧室旋转爆震波影响,进气道扩张段内存在呈螺旋状向上游传播的运动激波,传播过程中运动激波强度逐渐衰减,激波形态由类正激波向类斜激波演化,最终接近驻激波。运动激波/边界层干扰诱发了螺旋状三维流动分离,随着激波向上游传播,流动分离特征逐步向驻激波/边界层干扰演化。进气道出口截面参数分布特征受旋转爆震波主导。再次,研究了旋转爆震燃烧室压力脉动频率、时均值,进气道来流马赫数等对进气道流动特性的影响。结果表明:压力脉动频率影响进气道扩张段内螺旋形运动激波分布、强度与出口性能参数。随着压力脉动频率升高,扩张段内螺旋形运动激波“螺距”变小,运动激波向上游传播过程中强度衰减速度增大。随着来流马赫数增大,旋转爆震燃烧室脉动压力增强,扩张段内螺旋形运动激波强度增大,结尾激波前移。扩张段内运动激波/边界层干扰更加剧烈,流动分离更加严重。最后,评估了扩张段内引入支撑对进气道内流动特性的影响。结果表明:支撑对进气道流动特性影响不大。螺旋形运动激波与支撑碰撞处存在局部高压区,支撑之间运动激波倾斜角度变小。气流总压损失略微增大。
时文[4]（2019）在《宽域冲压发动机流道一体化调节特性研究》文中研究指明高超声速技术是航空航天技术领域的一个制高点,宽域高超声速飞行器是下一步的研究关键,宽域冲压发动机是其动力系统的核心基础。本文提出了可突破固定几何发动机性能边界的流道一体化调节的宽域冲压发动机方案,开展了性能评估、数值模拟和实验研究,主要研究工作如下:为拓宽超燃冲压发动机工作速域,本文提出了流道一体化调节的宽域冲压发动机方案。热力循环分析结果验证了流道一体化调节的冲压发动机宽域高性能工作的可能性,并给出了进气道/燃烧室几何匹配设计方法。针对宽域移动唇口超声速进气道气动性能开展了采用动网格技术的非定常数值研究。发现了在不同飞行马赫数下进气道气动性能因外罩的移动方向不同而具有不同的变化规律,得到了进气道通流时临界内收缩比。移动唇口超声速进气道有三种喘振模式,进气道捕获能力和流通能力不平衡是进气道喘振的诱因,几何调节促使喘振模式转换。给出了外压缩面上大尺寸分离区前缘移动轨迹及进气道阻力变化规律。针对隔离段内动态背景波系影响下激波串运动特性开展了非定常数值研究。给出了移动唇口超声速进气道/隔离段内背景波系的动态变化过程,在动态背景波系影响下激波串具有三种运动形式:跨过激波壁面附着点的突跃、分离区附近周期性振荡和平稳移动。当外罩移动方向改变时,激波串运动具有明显的路径依赖特性。激波串受迫振荡频率约等于隔离段出口反压振荡频率,隔离段出口反压振幅增大会加剧激波串受迫振荡。提出了一种光滑过渡超声速燃烧室构型,针对不同构型燃烧室性能开展了数值模拟及地面直连实验研究。发现燃烧释热长度随着扩张比的增大而不断增加,从释热集中变为释热分散。相比于折转燃烧室,光滑过渡超声速燃烧室推力增益更大,光滑过渡超声速燃烧室偏转角度越小,其推力增益更大。针对流道一体化调节的宽域冲压发动机开展了数值模拟研究。给出了宽域工况下燃烧室扩张比变化规律及匹配的进气道气动性能,数值仿真结果给出了了流道一体化调节的宽域冲压发动机比冲特性,流道一体化调节拓宽了发动机工作速域,进气道和燃烧室构型匹配规律的进一步优化可提高超燃冲压发动机性能。
马杰[5]（2016）在《超声速旋转弹箭气动特性与流体分离控制》文中研究说明精确打击是现代战争大势所趋的发展方向,然而常规弹箭飞行时会在其表面产生流体分离现象,并导致弹身振动,一定条件下还会导致弹箭失稳。虽然弹箭旋转对其表面流体分离有一定抑制作用,但超声速旋转弹箭在飞行过程中其边界层仍有流体分离。因此,超声速旋转弹箭的气动特性以及弹体表面边界层流体分离控制的研究,对超声速旋转弹箭的优化改进具有非常重要的意义。本文基于DES（Detached Eddy Simulation）方法,采用二阶AUSM+格式以及滑移网格技术,对典型的超声速旋转弹箭进行了数值模拟,计算结果与前人实验及相关计算结果相符。在此基础上,对马格努斯现象的产生机理进行了详细讨论,并研究了攻角、马赫数以及转速变化对马格努斯效应及弹丸表面压力分布的影响。然后,通过改变船尾结构的长度与偏角,得到了船尾结构变化对旋转弹丸气动特性的影响。另外,对加装微楔与微叶片两种典型被动式微涡流发生器（Passive Vortex Generator,PVG）和射流主动式涡流发生器（Active Vortex Generator,AVG）后旋转弹箭流场结构进行了数值模拟与分析,揭示了涡流发生器对旋转弹箭边界层流体分离控制的作用机理,发现其可提高常规旋转弹箭的飞行稳定性。主要研究内容与成果如下:通过对典型6.37倍直径长的尖拱圆柱型弹丸数值模拟并与前人实验及仿真结果进行对比,验证了本文数值方法的可靠性。为了更清晰地揭示弹丸旋转的马格努斯效应,数值模拟了典型的6倍口径带船尾的SOCBT弹丸的流场分布。结果表明:船尾对马格努斯效应的影响较大;随着攻角的增大,马格努斯力和马格努斯力矩系数逐渐增大,其中,在小攻角范围内呈线性变化;相同转速,相同攻角情况下,随着马赫数的增大,马格努斯效应对弹丸的影响越来越小;在其他条件相同时,马格努斯力与力矩系数随着转速的增大基本呈线性递增。在此基础上,提出了简单且精度很高的工程估算公式。在研究过程中发现旋转弹丸船尾部位对马格努斯效应影响很大,因此,将标准尖拱圆柱型弹丸作为初始模型,改变其船尾长度与偏角,研究船尾结构对弹丸气动特性的影响。结果表明:添加船尾结构后,弹头迎风面压力增大,导致阻力与升力系数增大,但随着船尾长度的增大逐渐递减;升力系数随着船尾偏角的增大呈递减趋势,而阻力系数在船尾偏角大于5°后,呈周期性小幅波动;马格努斯系数随着船尾长度及船尾偏角的增大,均呈递增趋势;另外,从整体气动系数的变化趋势可知,旋转弹丸的船尾长度合理区间为0.8-cal～1.2-cal,船尾偏角的合理区间为7°～10°,这一结论与现在的常规旋转弹丸相吻合。在标准122mm火箭弹和155mm旋转弹丸弹肩前端分别加装PVGs（微楔）,数值模拟边界层流体分离的控制过程,并对比分析了两种旋转弹箭微楔控制效果的差异。通过在155mm标准弹丸的基础上,分别安装了微楔与微叶片两种PVGs,讨论了两种PVGs控制机理以及控制效果的差异。结果表明:旋转弹箭加装微楔后,微楔尾涡产生的流向涡串结构附在弹体表面,可抑制边界层的流动分离;添加微楔后弹箭的升力系数及俯仰力矩系数明显稳定很多,几乎消除了随时间的波动,从而提高弹箭的飞行稳定性。微楔和微叶片两种PVGs的尾涡结构差异很大,作用机理大同小异,均能有效地抑制弹体表面的流体分离,消除升力系数与俯仰力矩系数随时间的波动,提高弹丸的飞行稳定性。数值研究了主动式射流涡发生器对122mm火箭弹与155mm弹丸的边界层流体分离控制效果,模拟了旋转弹箭加装射流控制前后的流场,分析了射流对边界层流体分离的抑制机理及其对旋转弹箭气动特性的改良效果,并探讨了射流的各参数对旋转弹丸控制效果的影响。结果表明:射流控制有利于抑制弹体表面流体分离,减少气动系数波动,有利于提高弹箭稳定性并减少弹身振动。对于火箭弹,射流控制可使其升力系数与俯仰力矩系数明显增大,从而弹轴可以更加快速向速度矢量方向靠拢,提高火箭弹飞行稳定性和射击精度;对于旋转弹丸,射流控制可以提高升力,维持阻力系数保持不变,达到增程的目的,且降低俯仰力矩系数,提高其静稳定性。对比分析了射流各出口条件对控制效果的影响,综合可知在马赫数Ma1.5,射流出口压力Pj=latm以及射流偏角θ30°工况下控制效果较好。
张焕好,陈志华,姜孝海[6]（2016）在《亚声速等膨胀方管射流轴置换现象的数值研究》文中指出基于可压缩Navier-Stokes方程,采用大涡模拟方法与高精度WENO/TCD混合格式,对Ma=0.6的亚声速等膨胀方管射流的初始流场进行了数值研究。数值结果清晰地描述了初始主涡环的形成与三维演变过程。方管射流具有平面管与圆管射流的一般流场特征,但方管周向曲率的不一致导致轴向流动速度不均匀,使方形主涡环出现复杂的Biot-Savart自诱导变形,并在方形涡环截面上诱导形成4对反向流向涡对。在主涡环的Biot-Savart自诱导变形与流向涡对的诱导速度共同作用下致使主涡环截面形状相对于初始时旋转45°,完成轴置换。另外,在亚声速等膨胀射流中,流向涡对的诱导速度在轴置换中占主要作用。
陈国清[7]（2014）在《大气强剪切流中的若干微物理探讨》文中进行了进一步梳理强劲的斜升湿气流能够产生三相混合界面,界面有大量半径约1mm的水汽泡,强剪切流能够引发界面波动,产生表面张力参与的、有粘的、可压缩的剪切波动。如果另外一侧或垂交方向也产生剪切波动,两支波动将在界面相干,同侧相干将使对流柱中层侧面螺旋运动,异侧相干将逐渐发展到出现ηρ结构,涡旋与波动在这个阶段共存,雷达速度谱上可以大略分辨它们。相干波在单支波动失稳时能够形成浅水波,浅水波产生的Kelvin—Helmholtz回旋涡在中气旋里诱导、收拢、下传、合并、拉伸成Sullivan螺旋管锥生成龙卷。表面波的相干方式对龙卷有显着的影响,其可能的组合有16种。
郭启龙[8]（2013）在《高阶差分格式研究及对混合层气动声学的数值模拟》文中进行了进一步梳理计算气动声学是当今计算流体力学领域所关注的重点和难点问题之一。声学计算既要求能够准确描述不同量级和尺度的流动和声结构，又要求能正确刻画频谱/波传特性，因而具有较大难度；高阶差分格式由于具有高精度和较好分辨率，成为开展声学模拟的有效方法。为了得到具有优良色散、耗散特性的高阶差分格式，可以使用带宽优化技术，对格式系数中的自由参数进行优化。同时，由于可压缩流动中可能会出现激波间断，还需要高阶格式具有能够较为光滑地激波捕捉的能力，非线性加权机制的引入恰好满足了这方面的需求。本文围绕课题组发展的高阶格式的新带宽优化方法与非线性优化方法，以及在此基础上发展的新型优化四阶和五阶对称型加权ENN格式（OSWENN），开展了深入、全面的分析，进一步发展了非线性优化中的问题无关技术，提高了算法对实际问题的适应性。通过所开展的工作，使得最终确定的格式可以适应各个速度范围的流动问题的模拟，且能较为精确地描述声波的传播。利用新发展的数值方法，本文对混合层气动声学问题进行了模拟，得到了不同对流马赫数、复杂旋涡合并和旋涡诱导小激波两种不同机制下的声场特征，并在此基础上开展了详细的定性、定量分析。全文共分为八章，各章内容概括如下：第一章为引言，介绍了本文工作相关的国内外研究进展，其中高阶差分格式方面介绍了典型的有限差分和紧致差分格式、高阶格式的线性和非线性优化技术以及高阶格式应用中的几何守恒律问题；另外在混合层声学问题方面介绍了计算气动声学问题的两类手段，并对混合层的流体力学和声学问题的关联进行了阐述；最后简要叙述了本文工作。第二章主要对高阶差分格式的若干相关问题进行了讨论和研究。围绕课题组开展的高阶格式线性和非线性优化工作，开展了全面、深入的计算和分析。通过计算分析，确定了算法包含的各种参数，发展了消除重线性化过程的问题相关性算法。高阶格式线性优化部分包括：高阶格式色散关系过冲及逆耗散问题分析、新优化目标函数及发展的带宽优化的四阶和五阶对称型WENN格式；非线性优化部分包括：新光滑度量因子和变指数重线性化方法，以及消除问题相关性的算法。采用新发展的数值方法，对一维和二维典型问题进行了计算（算例包括粘性、无粘流动问题，速度从亚声速、超声速到高超声速），并开展与文献计算、实验或理论解的对比。第三章中讨论了与气动声学计算相关的特殊技术。首先通过验证算例比较研究了两类边界条件在声扰动穿过边界时的性状，结果表明课题组提出的特征边界条件具有应用于声学问题中的能力；其次讨论了混合层计算中的声学边界缓冲区技术，给出了发展的阻尼函数形式；最后给出了一种利用波阵面上极值点的直线传播特征来确定混合层声源定性位置的方法。第四章对Mc=0.18和Mc=0.75的二维时间发展混合层开展了数值模拟与分析。对于亚声速对流马赫数混合层，首先通过添加不同的扰动方式得到了不同的旋涡合并过程，然后对由此产生的不同声场开展了研究；跨声速对流马赫数混合层，采用类似的扰动方式得到旋涡诱导小激波结构，对小激波引起的复杂声辐射结构开展了研究。第五章对Mc=0.18和Mc=0.75的二维空间发展混合层开展了数值模拟与分析。混合层通过添加不同频率空间扰动模式，分别得到了空间发展混合层复杂旋涡合并及旋涡诱导小激波的流动模式，在此基础上开展了关于厚度、扰动能等的流体力学分析，以及声场模态、方向性及声波衰减规律等的声场分析。第六章中对Mc=0.18和Mc=0.866的三维空间发展混合层了数值模拟与分析。对于Mc=0.18马赫数混合层，通过添加基频二维扰动及亚谐频斜波扰动，得到了“H”型转捩；对Mc=0.866马赫数混合层，通过在入口添加了斜波扰动，证实了三维小激波在局部空间范围的存在性。在数值模拟基础上，详细开展了两种对流马赫数下混合层流体力学与声学的定性、定量分析。第七章中主要讨论了前两章空间发展混合层的流体力学区域及声场的频域特征。通过对混合层内部/附近及远场采样点的压力信号开展Fourier分析，验证了课题组提出的频率演化规律。第八章为结束语，对本文的工作和主要结论进行了总结，并给出了下一步研究的工作。
褚佑彪[9]（2013）在《激波干扰及超声速湍流边界层的数值模拟研究》文中研究指明激波和超声速湍流边界层的研究在流动物理和工程应用中都具有重要意义。本文采用直接数值模拟方法研究了激波-激波干扰和超声速湍流边界层的流动特性。文中着重探讨了激波-激波干扰中的非定常流动现象及反馈机制、超声速湍流边界层内流动拓扑的演化和壁面温度对超声速湍流边界层统计特性的影响。主要工作和研究成果如下：（1）研究了高超声速IV型激波-激波干扰的非定常流动特性。基于对涡量和胀压输运方程源项的分析,揭示了流动结构与剪切、压缩及热力过程之间的内在联系。详细地分析了流场中存在的非定常流动现象,包括超声速“喷流”冲击壁面、“喷流”激波的非定常运动、激波-边界层相互作用和旋涡-边界层相互作用等。研究表明：“喷流”激波的振荡和变形会产生“热斑”,导致物体表面热流峰值出现瞬时极大值；“喷流”激波和超声速“喷流”所诱导的剪切层相互作用,形成向上游传播的压缩波；压缩波与上游的弓形激波作用产生向物体传播的熵波和涡波。通过对压力场的本征正交分解发现,流场中的压缩波还与激波-边界层相互作用和旋涡-边界层相互作用相关联。基于对流场演化过程的分析,发现流场非定常运动的反馈机制与超声速“喷流”相关,由向上游传播的压缩波和向下游演化的相干涡结构构成反馈回路。基于自激振荡机制,定量地分析了流动的非定常特征,包括非定常运动的频率以及入射激波角度对运动频率的影响。此外,随着雷诺数的减小,流场由非定常状态变为定常状态。（2）研究了超声速湍流边界层内流体质点的拓扑结构演化。系统地分析了速度梯度不变量空间中不变量变化率的瞬时和平均统计特性。研究表明：不变量发生剧烈变化的可能性呈现明显的-3幂次律衰减特征；在归一化的不变量空间内,边界层外层的条件平均迹向内盘旋至原点,缓冲层的条件平均迹呈现极限环行为。基于不变量动力学演化方程统计分析了相互作用项、压力-Hessian相关项和粘性项对拓扑结构演化的贡献,揭示了压缩性对流动拓扑演化的影响。统计结果表明：拓扑结构的平均演化受压缩性的影响显着；不变量间的相互作用项决定了拓扑结构在不变量Q-R平面按顺时针方向演化；在局部压缩区和局部膨胀区,压力项的贡献起主导作用,但两个区域内的演化趋势是相反的；粘性项主要表现为耗散作用,导致速度梯度衰减,在粘性底层以外可以采用线性衰减模型来模化。（3）研究了壁面温度对超声速湍流边界层的湍流统计特性的影响。系统地分析了平均量和湍流脉动量的统计特征、拟序涡结构的空间结构以及应变与涡量的相互作用。结果验证了Morkovin假设的合理性,即壁面温度对湍流平均特征的影响主要通过平均密度和粘性的变化所体现。通过分析联合概率密度分布,本文建立了密度脉动和温度脉动之间、流向速度脉动和温度脉动之间的合理关系式。在边界层内层,拟序涡结构与壁面的夹角随着壁面温度的增加而增大；在边界层外层,拟序涡结构与壁面的夹角基本不受壁面温度影响。通过涡拉伸项定量分析了应变与涡量的相互作用；结果表明,在边界层内层第二主应变率相关项占主导,主要来源于不稳定应变占优区域（UN/S/S）和径向收缩、轴向拉伸的涡结构（SF/S）,应变占优的UN/S/S的平均涡拉伸强度大于旋转占优的SF/S;在边界层外层第一主应变率相关项占主导,主要来源于SF/S,并且SF/S的平均涡拉伸强度大于UN/S/S。
陈立为[10]（2010）在《具有激波和湍流旋涡分离的可压缩绕流数值研究》文中认为具有激波和湍流旋涡分离的可压缩绕流问题是当今流体力学研究的前沿课题之一,有着重要的工程应用背景,蕴含其中的诸多复杂流动物理亟待探索。本文采用分离涡模拟和大涡模拟方法研究了三类典型流动问题,包括对称双弧翼型跨声速绕流、圆球跨声速绕流以及超声速来流下球柱体反向喷流。主要工作和研究成果如下：（1）采用分离涡模拟方法研究了M∞=0.76、Re=1.1×107来流下绕18%厚度的对称双弧翼型的可压缩流动。系统地分析了该复杂流动中的若干基本现象,如激波运动、湍流边界层特性、流场演化中相干结构的运动学和动力学过程等。从理论上提出了一个自激反馈模型,可以合理地预测激波在翼型上下表面往复运动的频率。根据运动激波特征,沿翼型表面可以分为三种典型的流动区域,即附着边界层区、运动激波／湍流边界层作用区以及间歇的边界层分离区。详细地分析了这三个流动区域中的湍流统计量和相关的湍流行为。由于激波／边界层的相互作用,一些与可压缩性有关的物理量如压力-胀量相关项和膨胀耗散项等会显着增强。进一步分析了流场演化中相干结构的运动学和动力学过程。在边界层分离区中,压力波向下游传播的速度与相干结构的运动速度基本一致。瞬态Lamb矢量的散度和旋度分析表明,分离剪切层和运动激波呈现多层结构,并分析了其动力学过程。脉动压力场的本征正交分解分析指出,占主导的模态与运动激波以及尾迹区中分离的剪切层密切相关。（2）采用大涡模拟方法研究了绕圆球的跨声速流动,着重分析流场结构、湍流特性以及近场压缩波传播等流动现象。根据剪切层的演化特征,流场可分为四个典型区域,即初始段、线性区、再压缩区以及尾迹区。详细地分析了流场的湍流特性。由于流动的可压缩性较弱,压力-胀量相关项和膨胀耗散项相对较小。沿剪切层Reynolds正应力的流向分量占主导地位,在再压缩过程的作用下显着增强,并且湍流结构发生明显改变。通过相干结构和速度梯度矩阵的研究发现,在剪切层的再压缩区内,特征不变量联合概率密度呈“泪珠状”分布,其变化反映了流动中的耗散作用以及剪切层的发展演化过程。统计分析表明,侧向载荷的方向遵循均匀分布、幅值符合Rayleigh分布。涡量输运方程的逐项分析发现,涡的拉伸／扭曲效应占主导地位。瞬态Lamb矢量散度的分布在分离剪切层中呈现双层结构,反映了动量交换的过程。脉动压力场的本征正交分解分析指出,近尾迹的模态呈现出偶极子、四极子、六极子和八极子等结构；远尾迹中则出现了内外双层模态结构,如内外双偶极子、双四极子等。（3）采用大涡模拟方法研究了球柱体反向喷流与超声速来流的复杂相互作用问题。射流与来流的总压比是决定流动状态的一个重要参数,计算分别取0.816和1.633两种情况,合理地模拟了实验中发现的典型状态：不稳定流态和稳定流态；并分析了这两种流态下的射流结构演化和剪切层特征。在锥形剪切层内,剪切应力沿流向的演化呈现两个极大值,这与射流和来流相互作用以及再附过程密切相关。流向正应力在混合过程中占主导地位。采用广义Lamb矢量散度分析了剪切层中的相干结构,并合理地捕捉到由激波造成的熵变特性。采用本征正交分解方法研究了不稳定流态和稳定流态的非定常脉动速度场,发现其主导模态分别为反对称和轴对称结构。统计分析表明侧向载荷的方向遵循均匀分布、幅值符合Rayleigh分布。根据两种流态主导的运动特征,分别提出了相应的反馈模型,合理地预测了流动占优频率。研究结果有助于对流动机理的认识和理解,对防热、减阻和流动控制等工程问题具有指导意义。
二、AN EXPERIMENTAL STUDY ON THREE DIMENSIONAL STRUCTURE OF BAROCLINIC WAVY JET STREAM IN A ROTATING ANNULUS SUBJECT TO RADIAL TEMPERATURE GRADIENT（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、AN EXPERIMENTAL STUDY ON THREE DIMENSIONAL STRUCTURE OF BAROCLINIC WAVY JET STREAM IN A ROTATING ANNULUS SUBJECT TO RADIAL TEMPERATURE GRADIENT（论文提纲范文）
（1）激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 激波诱导界面变形和湍流混合现象的研究现状 |
| 1.2.1 激波诱导界面变形和湍流混合现象的实验研究现状 |
| 1.2.2 激波诱导界面变形和湍流混合现象的数值研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 数值研究方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 可压缩流体Navier-Stokes方程 |
| 2.2 VOF模型 |
| 2.3 湍流数值模拟方法 |
| 2.3.1 直接数值模拟 |
| 2.3.2 雷诺平均数值模拟 |
| 2.3.3 大涡数值模拟 |
| 2.4 激波管理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 经典平面激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的数值研究 |
| 3.1 计算模型和初始条件 |
| 3.2 激波马赫数的影响 |
| 3.3 激波阵面初始倾角的影响 |
| 3.4 气-液两相斜界面初始倾角的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 非平面激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的数值研究 |
| 4.1 计算模型和初始条件 |
| 4.2 激波马赫数的影响 |
| 4.3 气-液两相斜界面初始倾角的影响 |
| 4.4 激波阵面初始扰动振幅的影响 |
| 4.5 激波阵面初始扰动波长的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（2）守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 液滴气动变形破碎 |
| 1.2.2 气泡塌陷 |
| 1.2.3 含泡液滴气动变形破碎 |
| 1.2.4 可压缩多相流算法 |
| 1.3 本文工作 |
| 第二章 三维可压缩两相流动的守恒型尖锐界面数值方法 |
| 2.1 流动控制方程 |
| 2.2 数值方法 |
| 2.2.1 有限体积法 |
| 2.2.2 界面推进和重新初始化 |
| 2.3 三维切割网格方法 |
| 2.3.1 三维切割模态的定义与划分 |
| 2.3.2 切割网格几何信息的计算 |
| 2.3.3 网格组装技术 |
| 2.3.4 守恒型变量的计算和重新分配 |
| 2.3.5 欠解析的界面结构 |
| 2.4 算法流程 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 水中气泡的球对称塌陷 |
| 2.5.2 激波诱导水中气泡塌陷 |
| 2.5.3 激波与三维弯曲气体-气体界面的相互作用 |
| 2.5.4 激波诱导的液滴变形 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 平面激波冲击壁面附近含泡液滴动力学 |
| 3.1 物理问题描述 |
| 3.2 计算收敛性验证 |
| 3.3 计算结果与讨论 |
| 3.3.1 前期:波系演化 |
| 3.3.2 中期:液环加速运动 |
| 3.3.3 后期:液环撞击反弹 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 平面激波冲击壁面附着含泡液滴动力学 |
| 4.1 物理问题描述 |
| 4.2 计算验证 |
| 4.3 计算结果与讨论 |
| 4.3.1 纯液滴 |
| 4.3.2 含泡液滴 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）旋转爆震发动机进气道流动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 旋转爆震机理研究 |
| 1.2.2 爆震发动机研究 |
| 1.2.3 进气道内非定常流动研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2 章 数值仿真方法及校验 |
| 2.1 数值仿真方法 |
| 2.2 计算模型与边界条件 |
| 2.2.1 计算模型 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.3 算例验证 |
| 2.4 小结 |
| 第3 章 运动激波干扰流动机理研究 |
| 3.1 运动激波理论分析 |
| 3.2 物理模型与边界条件 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.3 运动激波流动特性分析 |
| 3.4 出口非定常压力对运动激波流动特性影响分析 |
| 3.5 来流马赫数对运动激波流动特性影响分析 |
| 3.6 边界层厚度对运动激波流动特性影响分析 |
| 3.7 小结 |
| 第4 章 旋转爆震发动机进气道流动特性研究 |
| 4.1 出口压力边界条件 |
| 4.2 进气道流动特性分析 |
| 4.3 运动激波/边界层干扰 |
| 4.4 气动性能分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5 章 旋转爆震发动机工作状态对进气道流动特性影响研究 |
| 5.1 下游压力脉动频率对进气道流动特性影响分析 |
| 5.1.1 边界条件 |
| 5.1.2 流场结构分析 |
| 5.1.3 运动激波/边界层干扰 |
| 5.1.4 气动性能分析 |
| 5.2 出口压力时均值对进气道流动特性影响分析 |
| 5.2.1 边界条件 |
| 5.2.2 流场结构分析 |
| 5.2.3 运动激波/边界层干扰 |
| 5.2.4 气动性能分析 |
| 5.3 来流马赫数对进气道流动特性影响分析 |
| 5.3.1 边界条件 |
| 5.3.2 流场结构分析 |
| 5.3.3 运动激波/边界层干扰 |
| 5.3.4 气动性能分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6 章 支撑对旋转爆震发动机进气道流动特性影响研究 |
| 6.1 支撑构型与来流条件 |
| 6.2 流场结构分析 |
| 6.3 运动激波/边界层干扰 |
| 6.4 气动性能分析 |
| 6.5 小结 |
| 第7 章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）宽域冲压发动机流道一体化调节特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宽速域超燃冲压发动机进气道研究现状 |
| 1.2.2 宽速域超燃冲压发动机燃烧室研究现状 |
| 1.2.3 宽速域超燃冲压发动机一体化研究现状 |
| 1.3 宽速域超燃冲压发动机几何可调研究中的相关问题 |
| 1.3.1 变几何对进气道性能的影响 |
| 1.3.2 变几何对燃烧室内燃烧释热的影响 |
| 1.3.3 变几何对超燃发动机内流动/燃烧耦合的影响 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 宽域冲压发动机流道一体化调节方案研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双模态超燃冲压发动机模型和性能评价 |
| 2.2.1 双模态超燃冲压发动机模型 |
| 2.2.2 双模态超燃冲压发动机性能评估 |
| 2.3 宽域超燃冲压发动机的最优性能边界 |
| 2.3.1 宽域超声速燃烧室扩张比需求 |
| 2.3.2 超声速进气道自起动边界及抗反压极限 |
| 2.4 宽域冲压发动机流道一体化调节方案的提出 |
| 2.4.1 当前宽域冲压发动机方案的问题 |
| 2.4.2 流道一体化调节的宽域冲压发动机结构 |
| 2.4.3 流道一体化调节的宽域冲压发动机工作过程 |
| 2.4.4 流道一体化调节的宽域冲压发动机性能分析 |
| 2.4.5 流道一体化调节的宽域冲压发动机优势分析 |
| 2.5 宽域冲压发动机流道一体化调节关键问题 |
| 2.5.1 宽域冲压发动机进气道几何可调影响 |
| 2.5.2 宽域冲压发动机燃烧室几何可调影响 |
| 2.5.3 宽域冲压发动机进气道/燃烧室几何匹配 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宽域移动唇口超声速进气道气动性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 移动唇口超声速进气道构型 |
| 3.3 移动唇口超声速进气道数值计算方法 |
| 3.3.1 计算区域动网格设计 |
| 3.3.2 数值方法验证 |
| 3.4 宽速域移动唇口超声速进气道动态性能 |
| 3.5 宽速域移动唇口超声速进气道喘振特性研究 |
| 3.5.1 移动唇口超声速进气道喘振模式转换 |
| 3.5.2 唇罩移动速度对超声速进气道喘振的影响 |
| 3.5.3 分离区前缘位置动态变化特性 |
| 3.5.4 移动唇口超声速进气道阻力动态变化特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 隔离段内动态背景波系影响下激波串运动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 移动唇口进气道/隔离段内背景波系动态变化过程 |
| 4.3 隔离段内动态背景波系影响下激波串非定常运动研究 |
| 4.3.1 隔离段内激波串突跃特性 |
| 4.3.2 隔离段内激波串突跃结构变化 |
| 4.4 隔离段内动态背景波系影响下激波串路径依赖特性研究 |
| 4.4.1 激波串前缘轨迹滞环现象 |
| 4.4.2 激波串结构变化路径依赖特性 |
| 4.4.3 激波串振荡路径依赖特性 |
| 4.5 隔离段内动态背景波系影响下激波串受迫振荡特性研究 |
| 4.5.1 激波串前缘轨迹及结构变化特性 |
| 4.5.2 正弦反压振荡幅值对激波串运动特性的影响 |
| 4.5.3 正弦反压振荡频率对激波串运动特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 变几何光滑过渡超声速燃烧室构型及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光滑过渡超声速燃烧室构型设计方法 |
| 5.2.1 光滑过渡超声速燃烧室几何设计 |
| 5.2.2 光滑过渡超声速燃烧室冷态流场 |
| 5.3 光滑过渡超声速燃烧室性能研究 |
| 5.3.1 燃烧室数值计算方法 |
| 5.3.2 扩张段几何构型对燃烧室性能的影响 |
| 5.3.3 偏转角度对光滑过渡超声速燃烧室性能的影响 |
| 5.4 光滑过渡超声速燃烧室直连实验研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 流道一体化调节的宽域冲压发动机数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于性能需求的进气道与燃烧室几何匹配 |
| 6.2.1 燃烧室扩张比需求 |
| 6.2.2 进气道/燃烧室流道几何匹配设计 |
| 6.2.3 匹配燃烧室的变几何进气道宽域性能 |
| 6.3 流道一体化调节的宽域冲压发动机性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）超声速旋转弹箭气动特性与流体分离控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声速旋转弹箭气动特性研究现状 |
| 1.2.2 超声速流体分离控制研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 基本理论及方法 |
| 2.1 超声速流动的基本理论 |
| 2.1.1 激波理论 |
| 2.1.2 膨胀波理论 |
| 2.2 边界层及其分离 |
| 2.2.1 边界层概念 |
| 2.2.2 边界层分离 |
| 2.2.3 激波与边界层相互作用及其诱导的分离 |
| 2.3 弹箭飞行的力学环境 |
| 2.3.1 空气动力 |
| 2.3.2 气动力矩、压力中心和焦点 |
| 3 控制方程与数值方法 |
| 3.1 控制方程 |
| 3.1.1 可压N-S方程 |
| 3.1.2 RANS控制方程 |
| 3.1.3 LES控制方程 |
| 3.1.4 DES方法 |
| 3.2 数值方法 |
| 3.3 数值计算格式 |
| 3.3.1 AUSM+格式 |
| 3.3.2 中心差分格式 |
| 3.4 网格划分技术 |
| 3.4.1 网格的基本形状 |
| 3.4.2 结构化网格与非结构网格 |
| 3.4.3 滑移网格中涉及的多域网格生成 |
| 3.5 数值方法的验证 |
| 3.5.1 典型尖拱圆柱型弹丸算例 |
| 3.5.2 数值结果验证及流场分析 |
| 3.5.3 小结 |
| 4 超声速旋转弹丸马格努斯效应分析与船尾结构优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋转弹丸马格努斯效应产生机理 |
| 4.2.1 带船尾的SOCBT弹丸算例 |
| 4.2.2 马格努斯效应机理 |
| 4.2.3 马格努斯力与力矩系数随转速与攻角的变化 |
| 4.2.4 马格努斯力与力矩随马赫数的变化 |
| 4.2.5 马格努斯力与力矩系数的经验公式 |
| 4.2.6 小结 |
| 4.3 超声速旋转弹丸船尾结构对其气动系数的影响 |
| 4.3.1 计算模型的建立 |
| 4.3.2 船尾长度对马格努斯效应的影响 |
| 4.3.3 船尾长度对其他气动系数的影响 |
| 4.3.4 船尾偏角对马格努斯效应的影响 |
| 4.3.5 船尾偏角对其他气动系数的影响 |
| 4.3.6 小结 |
| 5 超声速旋转弹箭的被动式流体分离控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声速旋转火箭弹的微楔控制研究 |
| 5.2.1 计算模型的建立 |
| 5.2.2 微楔控制原理分析 |
| 5.2.3 微楔控制对火箭弹气动特性影响 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 超声速旋转弹丸的微楔控制特性研究 |
| 5.3.1 计算模型的建立 |
| 5.3.2 微楔控制原理分析 |
| 5.3.3 微楔控制对旋转弹丸气动特性影响 |
| 5.3.4 小结 |
| 5.4 超声速旋转弹丸微叶片与微楔控制特性对比研究 |
| 5.4.1 计算模型的建立 |
| 5.4.2 微楔和微叶片控制机理对比分析 |
| 5.4.3 微楔和微叶片对旋转弹丸气动特性控制效果对比分析 |
| 5.4.4 小结 |
| 6 超声速旋转弹箭主动式射流控制研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超声速火箭弹的射流控制特性研究 |
| 6.2.1 计算模型的建立 |
| 6.2.2 射流控制原理分析 |
| 6.2.3 射流控制对无旋火箭弹气动特性的影响 |
| 6.2.4 射流控制对旋转火箭弹气动特性的影响 |
| 6.2.5 小结 |
| 6.3 超声速旋转弹丸的射流控制特性研究 |
| 6.3.1 计算模型的建立 |
| 6.3.2 射流控制原理分析 |
| 6.3.3 射流控制对旋转弹丸气动特性的影响 |
| 6.3.4 射流出口条件对旋转弹丸控制效果的影响 |
| 6.3.5 小结 |
| 7 工作总结和展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）亚声速等膨胀方管射流轴置换现象的数值研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数值方法及计算模拟 |
| 2.1 数值方法 |
| 2.2 计算模型 |
| 3 结果与讨论 |
| 4 结论 |
（8）高阶差分格式研究及对混合层气动声学的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| §1.1 高阶差分格式研究进展 |
| §1.1.1 有限差分格式与紧致差分格式 |
| §1.1.2 线性与非线性格式优化 |
| §1.1.3 高阶格式应用中的几何守恒律 |
| §1.2 计算气动声学 |
| §1.3 混合层流体力学与声学问题 |
| §1.4 本文工作 |
| 第二章 高阶差分格式若干问题研究 |
| §2.1 基本控制方程组 |
| §2.1.1 笛卡尔坐标系下的控制方程 |
| §2.1.2 笛卡尔坐标系下的无量纲控制方程 |
| §2.1.3 一般曲线坐标系下的控制方程 |
| §2.2 格式优化中的色散关系过冲与逆耗散问题 |
| §2.3 带宽优化的四阶、五阶格式[82] |
| §2.4 格式非线性技术的改进 |
| §2.4.1 光滑测试因子与非线性加权 |
| §2.4.2 基于指数 p 的非线性优化技术 |
| §2.4.3 关于算法问题无关性的研究 |
| §2.4.4 基于一维算例的数值分析 |
| §2.5 新四阶、五阶格式关于标准问题的计算 |
| §2.5.1 M =4 无粘圆柱绕流 |
| §2.5.2 斜激波平板反射 |
| §2.5.3 强激波双马赫反射 |
| §2.5.4 低速层流平板边界层 |
| §2.5.5 激波/层流边界层干扰 |
| §2.5.6 高超声速中空圆柱-裙流动 |
| §2.5.7 高超声速尖锥-裙流动 |
| §2.5.8 高超声速球头双锥流动 |
| §2.5.9 HB-2 外形高超声速绕流 |
| §2.5.10 声、熵和涡脉冲的传播 |
| §2.6 本章小结 |
| 第三章 计算气动声学若干技术研究 |
| §3.1 声学计算中的开边界处理 |
| §3.1.1 基于黎曼不变量近似的无反射边界条件 |
| §3.1.2 特征边界条件 |
| §3.1.3 边界验证算例的比较计算 |
| §3.2 边界缓冲区技术 |
| §3.3 声源确定方法探讨 |
| §3.4 声学计算验证-机翼阵风响应的噪声预测 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 二维时间发展混合层气动声学的数值模拟与分析 |
| §4.1 概述 |
| §4.2 计算参数设置与研究方案 |
| §4.2.1 初始条件 |
| §4.2.2 数值方法 |
| §4.2.3 本征扰动与算例设置 |
| §4.3 Mc=0.18 时间发展混合层复杂旋涡运动声学特性研究 |
| §4.4 Mc=0.75 时间发展混合层小激波声辐射研究 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 二维空间发展混合层气动声学的数值模拟与分析 |
| §5.1 概述 |
| §5.2 计算参数设置与研究方案 |
| §5.2.1 来流条件与网格 |
| §5.2.2 数值方法 |
| §5.2.3 本征扰动求解 |
| §5.3 Mc=0.18 混合层复杂旋涡运动声学特性研究 |
| §5.3.1 混合层复杂旋涡演化模式和流体力学特性分析 |
| §5.3.2 远场声辐射特性分析 |
| §5.4 Mc=0.75 混合层旋涡诱导小激波声辐射研究 |
| §5.4.1 混合层旋涡诱导小激波典型模式和流体力学特性分析 |
| §5.4.2 远场声辐射特性分析 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 三维空间发展混合层气动声学的数值模拟与分析 |
| §6.1 概述 |
| §6.2 计算参数设置与研究方案 |
| §6.2.1 来流条件与网格 |
| §6.2.2 数值方法 |
| §6.2.3 斜波扰动 |
| §6.3 Mc=0.18 混合层转捩过程的声学特性研究 |
| §6.3.1 混合层的失稳与转捩 |
| §6.3.2 混合层流体力学特性分析 |
| §6.3.3 远场声辐射特性分析 |
| §6.3.4 转捩过程对声辐射的影响 |
| §6.4 Mc=0.866 混合层小激波声学特性研究 |
| §6.4.1 混合层的失稳与转捩 |
| §6.4.2 混合层流体力学特性分析 |
| §6.4.3 远场声辐射特性分析 |
| §6.5 本章小结 |
| 第七章 混合层频率演化规律分析 |
| §7.1 混合层频率非线性演化简述 |
| §7.2 二维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.2.1 Mc=0.18 二维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.2.2 Mc=0.75 二维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.3 三维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.3.1 Mc=0.18 三维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.3.2 Mc=0.866 三维空间发展混合层频率演化分析 |
| §7.4 本章小结 |
| 第八章 结束语 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
（9）激波干扰及超声速湍流边界层的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 插图目录 |
| 表格目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 激波-激波干扰 |
| 1.1.2 超声速湍流边界层 |
| 1.2 激波与湍流的数值模拟 |
| 1.2.1 激波的捕捉 |
| 1.2.2 湍流的直接数值模拟 |
| 1.3 超声速湍流边界层的研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 控制方程和数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 高精度数值格式的构造 |
| 2.3.1 WENO格式 |
| 2.3.2 对流项离散格式 |
| 2.3.3 粘性项离散格式 |
| 2.3.4 时间离散格式 |
| 2.4 边界条件 |
| 2.4.1 特征边界条件 |
| 2.4.2 海绵层边界条件 |
| 2.4.3 固壁边界条件 |
| 2.4.4 周期性边界条件 |
| 第三章 非定常Ⅳ型激波-激波干扰 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算概述和验证 |
| 3.2.1 计算概述 |
| 3.2.2 计算验证 |
| 3.3 计算结果和讨论 |
| 3.3.1 流场结构及其演化 |
| 3.3.2 局部流场结构及其演化 |
| 3.3.3 本征正交分解 |
| 3.3.4 反馈机制 |
| 3.3.5 雷诺数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超声速湍流边界层中流动拓扑结构的演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算概述和验证 |
| 4.2.1 计算概述 |
| 4.2.2 计算验证 |
| 4.3 流动拓扑结构 |
| 4.3.1 不变量的定义 |
| 4.3.2 流动拓扑的描述 |
| 4.3.3 不变量的演化方程 |
| 4.4 计算结果和讨论 |
| 4.4.1 不变量变化率的概率密度分布 |
| 4.4.2 条件平均迹 |
| 4.4.3 拓扑结构演化的动力学过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 壁面温度对湍流边界层统计特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算概述 |
| 5.3 计算结果和讨论 |
| 5.3.1 平均流 |
| 5.3.2 湍流脉动 |
| 5.3.3 拟序涡结构 |
| 5.3.4 应变与涡量的相互作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工作总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录A 七阶WENO格式 |
| 附录B 无粘通量在特征空间分解 |
| 附录C 速度梯度张量不变量的动力学演化方程 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）具有激波和湍流旋涡分离的可压缩绕流数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 插图目录 |
| 表格目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和现状 |
| 1.1.1 翼型跨声速绕流 |
| 1.1.2 圆球跨声速绕流 |
| 1.1.3 超声速来流下钝头体反向喷流 |
| 1.2 可压缩湍流数值模拟方法 |
| 1.2.1 Reynolds平均NS方程方法 |
| 1.2.2 直接数值模拟 |
| 1.2.3 大涡模拟方法 |
| 1.2.4 RANS/LES混合方法 |
| 1.3 无粘通量项的离散格式 |
| 1.4 本文的结构安排和主要工作 |
| 第二章 控制方程和数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 大涡模拟控制方程 |
| 2.2.2 分离涡模拟控制方程 |
| 2.3 空间离散格式 |
| 2.3.1 中心格式和人工粘性 |
| 2.3.2 Roe的通量差分裂格式 |
| 2.3.3 中心/迎风型混合格式 |
| 2.4 时间推进格式 |
| 第三章 对称双弧翼型跨声速绕流的数值研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算参数和验证 |
| 3.2.1 计算参数 |
| 3.2.2 计算验证 |
| 3.3 计算结果和讨论 |
| 3.3.1 流场结构和运动激波特性 |
| 3.3.2 湍流边界层特性 |
| 3.3.3 相干结构及其动力学过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 圆球跨声速绕流的大涡模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 圆球绕流 |
| 4.1.2 可压缩轴对称底部流动尾迹 |
| 4.1.3 本章的主要工作 |
| 4.2 计算参数和验证 |
| 4.2.1 计算参数 |
| 4.2.2 计算验证 |
| 4.3 计算结果和讨论 |
| 4.3.1 流场结构 |
| 4.3.2 流场的湍流特性 |
| 4.3.3 压力频谱与侧向力分析 |
| 4.3.4 相干结构演化和动力学过程 |
| 4.3.5 本征正交分解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超声速来流下钝头体反向喷流的大涡模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 工程背景 |
| 5.1.2 球柱体反向喷流研究简介 |
| 5.1.3 本章的主要工作 |
| 5.2 物理模型和计算验证 |
| 5.2.1 物理模型 |
| 5.2.2 计算验证 |
| 5.3 计算结果和讨论 |
| 5.3.1 流场结构和流动状态 |
| 5.3.2 湍流特性和剪切层演化 |
| 5.3.3 本征正交分解与侧向载荷分析 |
| 5.3.4 频谱分析与反馈模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工作总结和研究展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录A 一般坐标系下的可压缩Navier-Stokes方程 |
| A.1 直角坐标系下的N-S方程 |
| A.2 直角坐标系向一般坐标系的变换 |
| A.2.1 推导坐标变换因子 |
| A.2.2 利用坐标变换因子进行坐标变换 |
| A.3 一般坐标系下的N-S方程 |
| 附录B 变量转换矩阵 |
| 附录C 湍动能输运方程逐项分析 |
| 附录D 本征正交分解方法 |
| D.1 L~2模与内积 |
| D.2 POD模态的求解过程 |
| 附录E 力和力矩系数的定义 |
| E.1 无量纲化 |
| E.2 升力系数、阻力系数、偏航力系数以及压力系数的定义 |
| E.3 滚转力矩系数、俯仰力矩系数以及偏航力矩系数的定义 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、AN EXPERIMENTAL STUDY ON THREE DIMENSIONAL STRUCTURE OF BAROCLINIC WAVY JET STREAM IN A ROTATING ANNULUS SUBJECT TO RADIAL TEMPERATURE GRADIENT（论文参考文献）
- [1]激波诱导气-液两相斜界面变形及湍流混合现象的数值研究[D]. 管永康. 浙江理工大学, 2021
- [2]守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学[D]. 沈毅. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]旋转爆震发动机进气道流动特性分析[D]. 张仁涛. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]宽域冲压发动机流道一体化调节特性研究[D]. 时文. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]超声速旋转弹箭气动特性与流体分离控制[D]. 马杰. 南京理工大学, 2016(07)
- [6]亚声速等膨胀方管射流轴置换现象的数值研究[J]. 张焕好,陈志华,姜孝海. 推进技术, 2016(02)
- [7]大气强剪切流中的若干微物理探讨[A]. 陈国清. 第31届中国气象学会年会S2 灾害天气监测、分析与预报, 2014
- [8]高阶差分格式研究及对混合层气动声学的数值模拟[D]. 郭启龙. 中国空气动力研究与发展中心, 2013(04)
- [9]激波干扰及超声速湍流边界层的数值模拟研究[D]. 褚佑彪. 中国科学技术大学, 2013(05)
- [10]具有激波和湍流旋涡分离的可压缩绕流数值研究[D]. 陈立为. 中国科学技术大学, 2010(09)