摘要：在工程实际中,一方程湍流模型或两方程湍流模型的求解通常和雷诺平均Navier-Stockes(RANS)方程的求解是解耦的,也称之为松耦合求解。在松耦合求解过程中,RANS方程和湍流模型方程通常采用不同的数值方法异步求解。这种求解方式很容易产生因两者计算精度不一致而引起的额外数值耗散。为了消除这种耗散,将RANS方程与Spalart-Allmaras模型方程耦合成一个系统方程——强耦合RANS方程,并发展了一种用于求解该系统方程的高效强耦合算法,其中对流项离散采用了Roe格式,时间项的离散采用了隐式LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)格式,为了提高计算效率,采用了三层V循环多重网格方法。通过翼型/机翼和振荡翼型/机翼等算例验证了本文发展的强耦合算法不仅具有较好的收敛性,而且计算精度明显优于松耦合算法,特别对于阻力的预测,强耦合算法更加准确。

摘要：针对叶片强化冷却散热的关键科学问题,提出并设计了新型波纹通道冷却结构,开展了精细化数值模拟,分析冷气进口雷诺数和波纹形状参数对其传热性能的影响,研究了高雷诺数涡轮叶片波纹通道冷却结构的流动传热机理。计算结果表明:波纹通道波峰波谷的交替出现对流场有强烈扰动效果,局部表面传热系数可达光滑通道的2~3倍;同一波纹不同位置传热效果不同,在管道收缩处表面传热系数最大;波纹通道传热能力与波纹形状密切相关,在冷气进口雷诺数较大时于H/L=0.115附近传热效果最佳。论文揭示了波纹通道强化传热的物理机制,为航空发动机叶片冷却结构设计提供技术支撑。

摘要：基于传统双时间方法的共轭梯度旋翼翼型优化设计方法效率低下,难以满足工程实际多点多工况的优化需求,针对直升机旋翼翼型非定常多点多目标优化设计问题,耦合高效的时间谱方法和多重网格方法,发展了一种适用于直升机旋翼翼型悬停、前飞和机动等多种运动状态的多点多目标优化设计方法,其中,Navier-Stokes方程和共轭方程的求解均采用时间谱方法进行物理时间项的离散,同时还采用几何多重网格加速收敛,以提翼型优化计算效率。算例选取典型旋翼翼型NACA0012与OA209分别开展悬停、前飞和机动等状态的定常优化与非定常优化。结果表明:该静态与动态气动外形优化设计方法具有较高精度,能够实现直升机旋翼的悬停、机动和前飞等复杂运动状态下的翼型多点多目标优化设计;相比于传统的双时间共轭梯度优化设计方法,时间谱共轭梯度优化设计方法能够提高翼型优化计算效率5倍以上。

摘要：神华集团煤炭洗选加工中心以用人少、效率高在国内煤炭洗选加工行业著称 ,除了它先进的企业管理理念外 ,设备的高度自动化运行和监测是其中的一个关键因素 ,通过多年的探索和实践 ,论文总结介绍了几种机电设备自动化保护装置在大柳塔选煤厂的具体应用 。

摘要：气动噪声问题不仅是大型客机适航取证的关键技术难题,更是关系到乘客舒适度的重要技术指标。增升装置噪声和起落架噪声是大型客机机体噪声的主要来源。本文针对我国大型客机研制中增升装置噪声和起落架噪声的产生机理及控制关键科学问题,开展噪声源、远场声辐射精细化数值模拟。针对噪声产生机理,发展了近壁面边界涡量流、拟涡能流等涡动力学过程与涡声理论相结合的噪声源分析方法;针对机体噪声控制难题,提出了缝翼凹腔小尺度波纹噪声控制方法和起落架支杆大尺度波纹噪声控制方法。数值模拟结果表明:缝翼凹腔是增升装置的重要噪声源之一;中低频噪声和纯音峰值主要来自缝翼凹腔和主翼前缘,后缘襟翼对噪声的贡献相对较小;起落架尾迹区域和轮胎空腔区域存在大量、复杂的大尺度湍流涡结构,是起落架的主要噪声源,起落架各部件噪声特性基本呈现宽频特性,支柱部件辐射噪声最大,轮胎次之,中间的连轴部件和扭杆部件辐射噪声相对较小;缝翼凹腔波纹噪声控制方法兼具减阻和降噪功效;起落架大尺度波纹噪声控制方法能有效降低远场辐射噪声。本文研究内容可为增升装置气动与噪声一体化设计、起落架降噪设计等提供技术支撑。

摘要：哥廷根学派于19世纪初发源于德国的哥廷根大学。德国著名数学家和流体力学家高斯开创了哥廷根数学学派时代,他把现代数学提高到一个新的水平。到19世纪末,哥廷根大学出了一位知名的数学家菲利克斯·克莱因,他除了在纯粹数学上的成就外,还大力提倡应用数学,成为哥廷根数学学派和哥廷根应用力学学派的领袖。年仅29岁的世界流体力学大师普朗特因发表了著名的边界层理论而成为哥廷根应用力学学派的创始人和推动者。普朗特杰出的学生美籍科学家冯·卡门把应用力学从德国带到美国,这是哥廷根学派的传承和发扬光大。以陆士嘉、钱学森、郭永怀、钱伟长和周培源为代表的中国科学家先后在普朗特和冯·卡门实验室学习和工作,他们回国后在空气动力学、流体力学等应用力学领域取得了举世的成就,为中国的力学发展奠定了坚实基础,为中国航空航天技术事业的发展做出了卓越贡献。哥廷根学派最重要的科研思想是:一切从实际出发,通过观察分析物理现象,总结和提炼规律形成理论继而达到解决实际问题的目的,这种认识和探索自然规律的核心是,理论与实际紧密结合,科学与技术的紧密结合。

摘要：文章基于声学原理,评估溜槽及刮板机隔声装置在选煤厂噪声处理方面的性能,通过深入分析降噪材料的吸声性能与安装设计,优化隔声装置密封性能,以最大程度减少噪声泄漏。性能评估结果显示,该装置显著减缓了选煤厂噪声传播,为选煤厂噪声治理提供参考。

摘要：针对某民用尾吊飞机低速时俯仰力矩上仰的情况,研究了一种新型的改善措施--内侧缝翼截短。采用数值模拟方法对其基本着陆构型以及改善措施的气动特性进行研究,给出了在大迎角下工作的流场特征,分析了改善措施改善俯仰力矩特性的流动机理,并对改善措施对发动机进气畸变的影响进行了评估。研究结果表明:低速俯仰力矩形态取决于机翼的分离位置;分离从外侧开始会使飞机"抬头",分离从内侧开始会使飞机"低头";平尾提供的俯仰力矩决定了总的俯仰力矩;分离从内侧开始使飞机"低头"的主要原因是降低了机翼对平尾的下洗;改善措施在失速迎角内不会对尾吊飞机的发动机进气产生影响。

摘要：在旋转坐标系下,将Spalart-Allmaras(S-A)一方程湍流模型和Reynolds-averaged NavierStokes(RANS)方程耦合成一个新的RANS方程,并发展了基于多块重叠网格的强耦合RANS求解方法,用于直升机旋翼悬停流场的数值模拟.为了提高计算效率,针对多重网格方法在多块重叠网格上实施的困难,提出了一种基于重叠网格的多重网格实施方法.通过对Caradonna-Tung(C-T)和ONERA 7A旋翼悬停算例验证了发展的强耦合RANS方法和基于重叠网格的多重网格实施方法的有效性.研究结果表明:发展的基于重叠网格的多重网格方法有较高的计算效率,3层网格的加速比约为7.7;强耦合RANS法的计算精度明显高于传统的松耦合RANS方法,特别是在与阻力相关性能参数的预测中,强耦合RANS方法的预测结果更加精确.

摘要：为了提高隐式高阶间断伽辽金数值方法的稳定性,发展了一种基于解析精确Jacobian矩阵的GMRES隐式方法,用于求解可压缩层流和湍流问题。在GMRES的求解中,无黏通量和黏性通量的Jacobian矩阵采用链式法则解析精确求解,并用于线性系统方程的LU-SGS预处理和GMRES矩阵矢量生成;与此同时,对修正的负Spalart-Allmaras湍流模型的生成源项进行了修正,以避免隐式化求导时出现非物理解。通过典型层流和湍流算例对发展的方法进行了验证,研究结果表明:基于精确Jacobian矩阵的隐式GMRES方法,不仅能够提高隐式高精度间断伽辽金方法计算的稳定性,而且还能够提高计算效率。