中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 林玉峰哈尔滨工业大学(深圳) 2005年硕士导师: 周超英共52页

摘要 : 微型飞行器(MAV)由于体积小、重量轻以及灵活性好等特点,使其在现代军事和民用方面有着广泛的应用前景.自然界许多鸟类和昆虫等飞行动物与微型飞行器有相近的几何尺度及飞行雷诺数,它们各具特色的空中飞行能力,为当前的人造航行器和飞行器望尘莫及,其... 展开

关键词 : 扑翼微型飞行器低雷诺数非定常流

2. 一种基于误差投影和误差尾迹的非定常流网格自适应方法

[学位论文] 葛昌杰南京航空航天大学 2016年硕士导师: 周春华共65页

摘要 : 本文构建了一种基于误差投影和误差尾迹概念的非定常流动数值模拟的网格自适应方法。针对每个网格自适应周期，将自适应指标投影到当前位置前方的给定范围内，以确保特征流动现象在加密区内演变。根据误差尾迹决定当前网格自适应周期的结束以及下一周... 展开

关键词 : 网格自适应非定常流误差投影误差尾迹

3. 面元法与鱼尾摆动的三维非定常流动物理研究

[学位论文] 孙一峰中国科学院 2009年硕士导师: 童秉纲;鲍麟共55页

摘要 : 本文基于面元法系统地研究鱼尾摆动的物理模型——三维平板在来流中作沉浮、俯仰以及它们组合运动的流体动力性能变化规律，目标在于揭示其三维非定常流动物理。人们早已注意到，鱼类通过控制鳍、尾的拍动、摆动可以产生巡游或机动运动所需的推... 展开本文基于面元法系统地研究鱼尾摆动的物理模型——三维平板在来流中作沉浮、俯仰以及它们组合运动的流体动力性能变化规律，目标在于揭示其三维非定常流动物理。人们早已注意到，鱼类通过控制鳍、尾的拍动、摆动可以产生巡游或机动运动所需的推进力。流体力学大师Lighthill也曾指出，沉浮-俯仰组合运动完全可以反映鱼类以鲹科模式推进的尾鳍运动的根本特征。透彻研究翼型、三维翼的沉浮、俯仰及其组合运动，深入揭示某些鱼类高效游动的机理，对仿生学提供新的理论依据，具有重要意义。近年来，有关小展弦比翼拍动时的非定常流动问题的研究正在起步，能够深入讨论其三维非定常流动物理的工作尚不多见。为此，本文开展如下三个方面的工作：一、自行开发了三维非定常面元法程序。面元法是计算物体在势流中运动的半解析、半数值方法，适用于高雷诺数或强非定常流动，十分便捷有效。为适应研究问题的需要，本文开发的面元法程序考虑了尾涡、侧缘涡的非线性演化以及非定常运动中附加惯性效应的计算。二、基于上述面元法，研究了不同展弦比矩形平板在来流中做沉浮、俯仰及其组合运动时的流体动力的三维效应，得到了如下结论。(1)附加惯性效应影响了升力的瞬时值，其三维效应表现为幅值随着展弦比的降低而减小，但时均值总为零；(2)平均升力主要源于尾缘涡和侧缘涡的诱导作用。一方面，在同一规律拍动中，与定常情况类似，矩形板的时均升力随着展弦比的降低而减小，这就是三维效应的体现；另一方面，对于同一矩形平板来说，这种非定常三维效应随着拍动频率和沉浮幅度的增加而减小，即随着拍动运动非定常性的增强而减弱。三、选取典型鱼类尾鳍拍动运动模型，研究了尾鳍薄板的平面形状改变对流体动力的影响。在本文计算模型中，模型翼的时均推力随着尾鳍侧缘倾斜角和后缘展长的增加而略有增加，尾鳍适当的内凹和外凸对时均推力的影响较小。收起

关键词 : 面元法鱼尾摆动三维非定常流动

4. 多级轴流叶轮机械叶排的流动匹配研究

[学位论文] 张健北京航空航天大学 2003年博士导师: 周盛;刘大响共200页

摘要 : 该文的研究工作主要分为以下三个方面:一、首次提出了模拟多级轴流叶轮机内流动的容腔模型;该模型将转静叶排间容腔作为独立计算域纳入流动模拟,并以对容腔子域的处理作为主要特征.因为涉及上下游叶排,故周期性条件在容腔子域中需要予以解除.容腔进出... 展开该文的研究工作主要分为以下三个方面:一、首次提出了模拟多级轴流叶轮机内流动的容腔模型;该模型将转静叶排间容腔作为独立计算域纳入流动模拟,并以对容腔子域的处理作为主要特征.因为涉及上下游叶排,故周期性条件在容腔子域中需要予以解除.容腔进出口边界特征相容条件的不对称性反映了重要的流动本质,将在模型中发挥重要作用.将进出口边界设在远离叶排的上下游的做法有时与实际不符.因此,有必要采用非反射边界条件.目前,三维流动计算广为应用,需要针对非定常三维方法的非反射边界条件.该文给出了针对三维Euler方程的近似非定常三维非反射边界条件的推导.容腔与上下游叶片排的界面为与上游叶片排叶片的尾缘相切的空间曲面和与下游叶片排叶片的前缘相切的空间曲面.一旦被计算的叶轮机几何尺寸确定,这些界面或边界的形状、位置和数目均完全固定,而且不随工作状态的变化而改变.采用这样的边界可将叶排间的匹配和信息传递通过容腔内的计算得到,从而简化了界面条件的处理.无粘可压非定常气动方程组具有双曲型性质,便于在边界上应用特征理论,根据不同的进出口条件和边界性质,在不同类型的边界上选用合适的特征相容条件.正是由于这些特征相容条件精确地刻画了边界点与相邻内点处流动参数之间的内在关系,使得边界的数值处理更合理更精确.该文将特征方法应用于容腔与上下游叶片排的界面条件,将这一方法推广到三维,推导有四个自变量的无粘可压缩常比热完全气体绝热运动方程组的特征相容方程组.二、将容腔模型应用于时间精确模拟;为了验证机关报模型实施的可行性,利用容腔模型对一台高性能两级风扇进行了时间精确解研究.为了与常规模型的计算结果进行了比较,先对两级风扇的第一级进行了数值模拟,结果表明新模型与常规模型得出的平均值基本一致,计算时间差异不大.这为将新模型应用于多叶排计算打下了良好的基础.容腔模型的意义在于在叶排之间内解除周期性条件约束,以较低的代价,以更趋近于真实性的减化方法实现多叶排的时间精确解.为了验证容腔模型的可实现性,该文在两级风扇第一级数值试验的基础上,对该风扇四排叶片进行时间精确模拟.计算结果揭示了多叶排干涉的复杂流动图像,为正确理解流动机理打下基础.三、多级风扇转子出口流场的测量;全面地理解多级轴流压气机中的流动机理,从开发出更精确的三维非定常流动模型和分析程序的角度来看,高速多级压气机中流场测量数据应该是非常珍贵的.作为研究工作的一部分,该文介绍利用先进的小型高响应测量探头和高速动态数据采集系统对一台真实尺寸三级风扇试验件进行部分内部流场测量的一些结果,这些测量结果有助于我们更深入地理解跨音风扇中的一些流动细节和特点,对改进分析手段和设计参数匹配都具有十分重要的意义. 收起

关键词 : 叶轮机非定常流动时间精确解

5. 1.5级涡轮非定常流动研究

[学位论文] 李翔哈尔滨工程大学 2010年硕士导师: 郑群共99页

摘要 : 叶轮机械内部实际的流动是三维、粘性、非定常的。叶轮机械内部流动的非定常性对其热功转换具有重要影响,对它的认识与研究直接关系到叶轮机械的发展。叶轮机械传统的设计方法己取得了很大的成功。这些设计和分析方法引入了一个重要假设,即动叶... 展开叶轮机械内部实际的流动是三维、粘性、非定常的。叶轮机械内部流动的非定常性对其热功转换具有重要影响,对它的认识与研究直接关系到叶轮机械的发展。叶轮机械传统的设计方法己取得了很大的成功。这些设计和分析方法引入了一个重要假设,即动叶和静叶都是在相对定常环境下工作。由于忽略了非定常流的影响,原则上它不能完全反映叶轮机内部的与非定常流有关的各种现象,在高负荷以及偏离设计工况情况下,采用定常假设作出的工程设计并不完全可靠,而且叶轮机级数越多,偏差越大。为了进一步提高叶轮机的性能,在设计中考虑非定常流动现象是有益的。本文的目的是通过对叶轮机内非定常流动的研究,探讨非定常流动物理本质,发掘非定常流的潜力,为发展非定常设计手段提供思路。当前涡轮数值模拟中普遍采用的三维定常模拟技术存在不足之处,在多叶片排交界面处理时采用掺混面平均的方式忽略了上下游的非定常相互作用。涡轮级内的非定常流场数值模拟是现阶段计算流体力学研究的重要领域。本文通过两种不同的非定常研究方法,对某实验台设计的1.5级涡轮进行了三维非定常流场的数值模拟。第一种方法是非线性谐波法,通过计算获得了该1.5级涡轮内的非定常流场结构。并在与定常计算结果的确认对比下,分析了该涡轮动静叶间干涉与非定常流动特性,并比较了谐波阶数对计算结果的影响。第二种方法是采用区域缩放法进行的全三维粘性非定常流动的数值模拟,分析了相邻叶排间主要的干涉现象及涡轮级内的非定常现象。研究结果表明,非线性谐波法可在占用计算机资源相对较小的情况下有效地模拟动静非定常干涉;区域缩放法能够准确地模拟涡、二次流,在非定常流中的发展,还有叶排干扰,滞止压力的变化,尾迹干扰等各种非定常现象。收起

关键词 : 非定常流动 1.5级涡轮数值模拟

6. 一维非定常流计算流量精度及增压系统研究

[学位论文] 王慧上海交通大学 1997年硕士导师: 顾宏中共91页

关键词 : 中速机一维非定常流 MPC系统新燃烧系统

7. 用涡方法研究叶轮机动静叶间的相互作用

[学位论文] 彭波北京航空航天大学 1999年硕士导师: 陈矛章共97页

摘要 : 采用瞬时量分解的方法,推导出了全三维扰动涡量输运方程,扰动连续方程和二维形式的扰动能量输运方程(摈弃了"扰动胀量为零"的假设).利用分步法求解扰动涡量输运方程.粘性扩散效应由确定性算法计入.在固壁处用生成新扰动涡团的方法来满足无滑移边界条件... 展开

关键词 : 叶轮机扰动涡方法非定常流数值模拟

8. 样条低风压导线非定常流场研究

[学位论文] 马超南京航空航天大学 2019年硕士导师: 张军共89页

摘要 : 低风压导线是一种具有特殊几何外形的特种导线，在风的作用下，低风压导线对比相同直径的传统导线，所承受的风压力更小。新发明的样条低风压导线不仅减阻效果良好，而且绞合生产时不会产生混乱。本文以OpenFOAM v5.0为平台，采用基于WALE模型的LES方... 展开

关键词 : 低风压导线非定常流场数值模拟

9. 斜爆轰波面动力学及起爆区波系研究

[学位论文] 杨鹏飞中国科学院大学 2021年博士导师: 姜宗林；王春共161页

摘要 : 高超声速飞行器在向更高马赫数和更强机动性发展，基于爆燃燃烧的传统动力技术难以满足这一需求。利用斜爆轰波进行燃烧组织的斜爆轰发动机因具有能量转换迅速、热循环效率高、飞行速域宽广等特点而引起越来越多的关注，是高超声速推进技术的前沿领域... 展开高超声速飞行器在向更高马赫数和更强机动性发展，基于爆燃燃烧的传统动力技术难以满足这一需求。利用斜爆轰波进行燃烧组织的斜爆轰发动机因具有能量转换迅速、热循环效率高、飞行速域宽广等特点而引起越来越多的关注，是高超声速推进技术的前沿领域。研究人员借助近年来发展的计算流体力学方法，结合有限的实验结果和理论分析，在斜爆轰的流动与燃烧机理认识方面取得了进展。但目前斜爆轰发动机仍处于实验室研制状态，其工程化应用过程中需要关键基础科学理论的支撑。激波与化学反应的强耦合作用导致爆轰波本身具有极强的不稳定性特征，保证斜爆轰波在发动机燃烧室内稳定燃烧是其工程应用的关键。这涉及到两个关键问题:一是斜爆轰的起爆波系的稳定性特征;二是外界扰动作用下爆轰波面的燃烧组织。前者直接决定斜爆轰能否在燃烧室内驻定，后者则直接影响发动机的推进性能。本文面向斜爆轰波在高超声速推进系统中的应用，针对斜爆轰发动机所涉及到的关键流体力学问题，研究斜爆轰波的起爆结构的失稳特性和波面动态特征，相关的研究成果将为斜爆轰发动机燃烧室的设计和斜爆轰波的调控提供科学依据。主要研究内容和创新性成果如下: 1)针对斜爆轰波起爆结构的多样性，通过引入气动参数、几何参数和化学参数来量化不同因素对起爆波系的影响，发现斜爆轰波起爆结构失稳后伴随着无规则、无衰减的振荡。通过分析爆轰内在失稳特性和化学反应敏感性之间的联系，确认起爆初始阶段形成的强解是低马赫数下斜爆轰起爆结构失稳的关键物理机制。 2)针对起爆初始阶段斜爆轰局部流动的非均匀特性，重点分析起爆区附近强解形成的机理，提出关键特征参数来刻画斜爆轰波局部流动的化学非平衡特征，并结合爆轰极曲线理论建立斜爆轰起爆长度、起爆区波系类型的量化判据。 3)针对斜爆轰波面胞格的失稳特性，通过引入功率谱密度分析方法，对波面压力时序信号的频谱特征进行分析，获得波面失稳的两种物理机制，揭示定常来流中斜激波与燃烧的耦合机理。 4)针对强迫扰动作用下斜爆轰的波面动力学特征，通过监测波面位置的振荡信号并分析其频率特性，获得外界扰动对波面燃烧的作用规律，揭示强迫扰动作用下波面小尺度波系的演化机理。收起

关键词 : 斜爆轰波起爆结构动态特性非定常流动

10. 座舱乘客周围非定常流动实验和模拟研究

[学位论文] 王聪聪天津大学 2017年博士导师: 刘俊杰共145页

摘要 : 在越来越多旅客选择乘坐客机旅行的背景下，客机座舱安全，健康，舒适的环境至关重要。而座舱环境关键科学问题例如污染物传播和乘客舒适性等的研究基础是座舱中的空气流动。座舱中的空气流动受到多种因素的影响呈现出非定常流动的特性。因此，本文针... 展开在越来越多旅客选择乘坐客机旅行的背景下，客机座舱安全，健康，舒适的环境至关重要。而座舱环境关键科学问题例如污染物传播和乘客舒适性等的研究基础是座舱中的空气流动。座舱中的空气流动受到多种因素的影响呈现出非定常流动的特性。因此，本文针对座舱乘客周围非定常流动进行研究。首先，在搭建的模拟客机座舱实验平台中，优化设计影响座舱非定常流场的因素，保证送风口送风均匀，温度边界稳定可控和乘客散热特性合理。通过实验测量得到座舱全尺度时均流场特征，为下面研究座舱非定常流场打下基础。在研究了座舱整体全尺度流场的时均特征之后，开始详细地分区研究非定常流动的特征。从湍流基本特征的角度分析了射流的衰减特征以及射流卷吸后的能量特征。对于速度时间序列的高阶湍流参数，峰度、偏度等进行分析，揭示射流的贴附和卷吸间歇性。为采用数值模拟方法计算座舱流动提供理论数据支撑。针对座舱乘客热羽流区的非定常流动进行实验研究。首次发现乘客热羽流的频率分布呈现出混合高斯分布的特征，定性地说明了热羽流的非定常性。创新地采用混沌理论分析热羽流的非定常性，并发现人体热羽流速度相空间分布呈现单纺锤向多纺锤形变化的趋势。而且从分形维数和流动熵的角度定量地说明了热羽流是一种混沌流动。然后采用400Hz的mini-PIV实验测量射流碰撞区的非定常流场。非定常流场湍流尺度的理论分析可以为CFD中LES，RANS以及DNS数值模拟碰撞区流场的时间步长选择、网格大小提供理论依据。采用功率谱指数定量地描述非定常流动对乘客吹风感的影响。采用子波分析的方法，得出了射流碰撞区非定常流动的准周期性，以及多尺度能量分布特征。最后，根据座舱整体大尺度非定常流动的特性，首次提出了座舱“动态气流组织”的概念，并采用数值模拟的方法研究了送风雷诺数、送风方向和乘客热羽流三个因素对于动态气流组织演化规律的影响。发现随着雷诺数的增大座舱大尺度流动从稳定到“动态气流组织”转变；不同的送风角度影响射流贴附的特征，导致“动态气流组织”的非定常性强度不一致；而乘客热羽流有抑制座舱“动态气流组织”的作用。收起

关键词 : 座舱环境非定常流动射流碰撞动态气流组织