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力学所在三维岩体流场-破裂耦合计算方法研究中取得进展（图）
三维岩体 油气开采 孔隙渗流 固体变形
2022/3/11
地质体具有非连续、非均匀、流固耦合等特性，如油气开采、滑坡防治、核废料处理、地下水污染防治、地热工程等均与以上特性密切相关。
方形截面柱体的圆角化处理是常用的流动控制方法,但其流场作用机理尚未被澄清.采用大涡模拟方法,在雷诺数为2.2×104时,考虑风攻角的影响,对均匀流作用下的标准方柱和圆角方柱的气动性能和流场特性进行了研究,定量分析了圆角化气动措施和风攻角变化对分离泡特性的影响规律,从流场角度澄清了圆角化气动措施对方柱气动性能的影响机理.研究表明：与标准方柱相比,圆角方柱的表面风压、气动力和涡脱强度呈整体下降的趋势,...
重型车空气滤清器前进气道的流场分析
商用汽车 前进气道 压力损失 CFD分析
2018/11/20
建立重型车空气滤清器前进气道数值计算模型，采用k-ε双方程湍流模型对其内部流场进行数值模拟，分析前进气道模型内部流场的信息，并用实验数据对模拟结果进行验证；改变前进气道内格栅夹角和挡雨片大小、数量，研究其对内部流场的影响。结果表明，在不同流量下前进气道模拟值与实验值吻合较好，且最大误差在15%以内；对于无论是否加挡雨片的前进气道，随着格栅角度的减小，前进气道压力损失逐渐增大；对于一定的格栅角度前进...
利用可压缩多介质黏性流动和湍流大涡模拟的二维计算程序MVFT-2D,针对初始非均匀流场密度为高斯分布、马赫数Ma=1.27激波作用下的双模态界面失稳现象,进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明,处于非均匀流场中的双模态振幅耦合效应较弱,而且低密度区的初始大振幅界面扰动增长最快,高密度区的初始小振幅界面扰动增长最慢。通过进一步分析可知,在一定初始振幅范围内,非均匀流场低密度区的振幅增长率较高,混合区域...
针对低雷诺数(Re)翼型气动性能差的特点,文章通过对翼型柔性蒙皮施加主动振动的方法,提高翼型低Re下的气动特性,改善其流场结构.采用带预处理技术的Roe方法求解非定常可压缩Navier-Stokes方程,对NACA4415翼型低Re流动展开数值模拟.通过时均化和非定常方法对比柔性蒙皮固定和振动两种状态下的升阻力气动特性和层流分离流动结构.初步研究工作表明在低Re下柔性蒙皮采用合适的振幅和频率,时均...
结合非结构网格对复杂外形精确描述的能力和IP（Information Preservation）方法降低统计耗散的特点，该文在非结构网格的基础上构建了改进型通量分裂式DSMC（Direct Simulation of Monte Carlo）-IP数值方法，对三维高超声速稀薄气体流场进行了数值模拟。采用渐变尺度的非结构网格划分流场区域，在满足DSMC方法对网格尺度需求的同时，对流场的结构特点进行精...
为了获得足球空气动力学特性,建立了计算模型,并利用Fluent 软件分别计算了无自旋及有自旋条件下的足球绕流场. 仿真结果与已有工作相比较为合理. 在无自旋条件下,通过分析足球表面极限流线发现接缝使得足球表面分离线与圆球明显不同,接缝深刻地影响三维分离情况,而且还会对足球所受升力大小产生影响;在自旋条件下,足球受到的Magnus力随旋转速度变大而变大;同时还发现,足球受到阻力也会随其旋转速度变大而...
气泡多周期运动时引起的流场压力与速度
射流 流场压力和速度 边界元法
2014/8/20
假设水下爆炸气泡的内部气体在膨胀收缩过程中满足绝热条件，周围流体无黏无旋不可压缩. 基于势流理论，采用边界元法研究气泡动力学行为，重点关注气泡引起的流场脉动载荷以及滞后流特性，给出了相关的理论推导和数值计算方法. 通过将数值结果与解析解、实验值进行对比，数值模型的收敛性和有效性能够得到保证. 利用编写的程序进行计算和分析，发现在气泡加速膨胀阶段，流场压力在气泡径向不一定是逐渐衰减，还有可能以先增后...
高超声速飞行流场中的最大氧离解度分析
高超声速流动 化学非平衡 氧离解度 钝头体绕流
2014/2/26
针对大气层内高超声速飞行时的化学非平衡现象，建立了沿驻点线流动的空气中氧离解度的计算模型. 模型假设氮气在氧气未充分离解时不发生离解，并且不涉及边界层内的复合反应. 理论计算发现，空气中氧的离解度随飞行高度的增加呈先增后减的非单调变化规律，其原因是由于化学反应平衡移动与非平衡效应相互作用的结果. 这一结论得到了数值模拟结果的验证，同时也解释了文献中当飞行高度较高时真实气体效应减弱的现象. 基于驻点...
双弯曲入射激波的可控中心体内收缩基准流场设计
弯曲激波 中心体 反设计
2015/5/12
采用有旋特征线法设计了一种双弯曲入射激波的可控中心体内收缩基准流场,两道入射激波交于中心体起始点,入射激波和反射激波通过给定激波径向总压恢复系数分布进行反设计,壁面通过给定轴向马赫数分布规律进行反设计.该基准流场分为“三波四区”且压缩效率较高.基于该基准流场设计了圆形进口内收缩进气道并进行了黏性修正,数值计算结果表明:内收缩进气道设计点核心区的流场特征和激波形状与基准流场基本一致;在来流马赫数为4...
推导了带源项的三角形网格求解元守恒元数值方法的计算格式，应用该方法模拟了带锥形扩张尾喷管的气液两相脉冲爆轰发动机的内外流场。分析了锥形尾喷管内不同填充状况对脉冲爆轰发动机的内外流场和推进性能的影响。计算结果表明该三角形网格CE/SE方法可以有效捕捉到直管和变截面管中的爆轰波、激波等强间断，很好地刻画了PDE内外流场的细节。锥形尾喷管中不填充燃料时，尾喷管中的流场复杂，压力峰值大幅下降，马赫数峰值增...
开展飞行器高温流场等离子体分布数值模拟研究，对飞行器无线电通信系统设计具有重要意义。基于求解热化学非平衡NS方程的数值方法，发展了复杂三维绕流等离子体数值模拟手段。利用电子数密度飞行测量数据，验证了数值模拟方法的可行性。研究了化学反应模型与热化学非平衡模型、壁面催化和壁面温度条件对流场等离子体分布模拟结果的影响，分析了升力体外形绕流等离子体的分布特性。研究表明：采用7组分与11组分化学反应模型对...
通过对湍流状态下具有特定微观尺寸的超疏水表面流场进行数值仿真计算，对超疏水表面流场的减阻特性进行了分析。针对超疏水表面矩形微观形貌特点，计算域采用结构化网格进行划分，采用VOF多相流模型，Realizable湍流模型，对超疏水表面流场进行仿真。结果表明：受微观形貌的影响，超疏水表面在宏观上的壁面滑移、微观凹坑处的低剪应力和近壁面的低湍流度是其具有减阻特性的重要原因；超疏水表面减阻特性受凹坑内空气体...
磨料水射流喷嘴内流场数值模拟
流体力学 排爆 磨料水射流 数值模拟
2015/4/8
在前混合磨料水射流（AWJ）中添加聚丙烯酰胺溶液后，可进一步提高多相流动力学特性，从而提高AWJ排除爆炸物作业效率、减少喷嘴磨损，对于利用该技术进行爆炸物切割、钻孔等作业具有重要意义。基于Cross方程对磨料浆体射流（ASJ）喷嘴内多相流进行数值模拟，经实验数据对比可知该方法可以相对准确描述ASJ的动力学特性。利用数值模拟结果对多相流的动力学特性进行分析，通过与AWJ对比得出ASJ可减少喷嘴内阻力...