摘要：针对目前非对称喷管的设计方法上的缺陷,给出了通过指定壁面压力分布规律来反设计其膨胀面型线的方法,获得了膨胀面型线反设计程序,并结合优化算法寻找综合性能较好的喷管壁面压力分布.将采用该方法设计得到的喷管模型与最大推力喷管进行了对比研究.结果表明:在设计点,该喷管的推力系数比最大推力喷管只降低0.102%,而升力和俯仰力矩分别提升2.295%和15.774%.验证了设计思想的正确性,为非对称喷管的设计提供了一种高效的设计方法.

摘要：针对目前单边膨胀喷管(Single expansion ramp nozzle:SERN)设计方法的缺陷,提出了通过指定壁面压力分布规律来反设计喷管型线的方法,获得了膨胀面型线反设计程序。根据给定的最优壁面压力分布反设计了喷管型线,将该喷管与最大推力喷管进行了性能对比研究,并对该喷管进行缩比冷流试验,试验和数值模拟结果吻合很好。结果表明:在设计点,相比于最大推力喷管,该喷管的轴向推力系数比最大推力喷管只降低0.07%,而升力和俯仰力矩分别提升了23.08%和2.82%,验证了设计思想的正确性,为SERN的设计提供了一种高效而新的设计方法。

摘要：为研究公路隧道不同通风方式流场及隧道壁面压力分布规律,利用流体力学软件Fluent建立隧道三维模型并进行数值模拟,对自然风与交通风在不同距离及位置条件下流场进行对比,分析不同车速对风流场和壁面压力的影响.模拟结果表明:自然风进入隧道后,随着沿程长度增加,隧道内风压逐渐减小,到出口前基本降为0 Pa,难以产生足够压力差,必须采用机械通风予以解决;在正常工况下(车速40~80 km/h),隧道内风压较大,风速在10~26 m/s,能够满足行车需求,此时无需开启风机;在交通阻滞情况下,隧道内风速在10 m/s以下,无法满足稀释空气要求,此时需要设置和开启风机.该研究为提出改善通风效果的途径提供了理论参考.

摘要：为了研究涡街流量计内部流场结构,通过GAMB IT软件的非结构化网格技术和FLUENT软件的RNGk-ε模型对涡街流量计的流场进行了三维数值模拟,描绘了涡街产生和脱落过程,着重分析了壁面压力分布随涡街脱落的演变情况。结果表明:涡街流场中靠近旋涡发生体的壁面静压有较明显的波动,在距离旋涡发生体一定范围内,越靠近旋涡发生体,静压幅度越大;而在对称于管道轴线的位置,壁面静压幅度相等,相位相反。该研究为优化涡街流量计的结构设计和测量性能提供了有益的参考。

摘要：平板闸门是水利水电工程中最为常用的一种水工建筑结构。水流经过门槽时,流态复杂,易产生空化空蚀破坏,影响闸门的安全运行。近几年来,我国高坝建设越来越多,高水头引起的空蚀破坏越来越严重。采用SST k-ω紊流模型对门槽的水力特性进行了研究,主要内容包括：不同来流条件下,门槽内设置不同梯形凸体对门槽内漩涡负压值和位置、门槽边壁负压值和位置的作用。结果表明,门槽内设置梯形突体可以有效地改善门槽内漩涡,漩涡由单一漩涡变化为主、次两个漩涡,随着突体高度的增加,主漩涡漩涡半径减小,边壁最低负压值变化趋势类似于涡心负压。

摘要：高雷诺数流固声耦合的大涡模拟是湍流和计算流体力学的前沿领域.它可以用于飞机、潜艇和新能源汽车的舱内噪声预测.本文设计了槽道湍流激励下的平板-空腔系统作为典型案例,研究了大涡模拟方法用于高雷诺数流固声耦合系统的可能性.我们的数值结果表明,基于动态Smagorinsky模型的大涡模拟方法得到的振动声学响应与直接数值模拟接近,但是在高频部分低估了振动声学响应,并在低频部分高估响应.其主要原因在于大涡模拟未能准确预测壁面压力时空能谱,而时空能谱决定了流固声耦合系统的振动声学响应.通过Corcos模型激励的Euler-Bernoulli梁的理论分析,我们确认了不准确壁面压力时空能谱影响振动声学响应的机制.最后,本文工作表明了有必要通过发展新型的亚格子项模型,提升壁面压力时空能谱的预测精度,最终实现大涡模拟方法对高雷诺数流固声耦合系统的准确预测.

摘要：为了提高超燃冲压发动机隔离段耐反压能力以及缩短其长度,设计了一种带斜楔的隔离段,斜楔放置在隔离段进口下壁面,对其进行了三维数值模拟,获得了带斜楔的隔离段耐反压能力特征以及缩短程度。通过数值模拟发现,隔离段加斜楔后能够承受的最大反压从来流静压的3.46倍上升到3.73倍,提高了7.8%左右。斜楔放置在厚附面层一侧更能改善隔离段耐反压性能。还发现加斜楔后可在进出口压比相同的情况下,将长度减小35%左右。

摘要：为了提高超燃冲压发动机隔离段耐反压能力以及缩短隔离段长度,设计了一种带等宽度平直斜楔的隔离段,斜楔放置在隔离段进口下壁面厚附面层一侧,在Ma=1.98非对称的隔离段进口来流条件下完成吹风实验.实验结果表明,隔离段加等宽度平直斜楔后可在相同的反压下使激波串相对长度从13.87缩短至11.12,比基准隔离段激波串长度缩短了19.8%.同样的隔离段加斜楔后能够承受的最大反压从来流静压的3.55倍上升到3.85倍,提高了8.45%左右.

摘要：在飞行器气动外形优化设计问题的研究中,由于激波脱体距离和形状影响类乘波体飞行器表面压力分布和升阻比特性,考虑熵层效应的气动加热分析的必须条件之一。为了建立在高超声速范围内一致适用的工程激波计算方法,针对高超声速二维钝楔外形,采用Maslen发展的求解高超声速无粘激波层的反方法——薄激波层理论对激波以及壁面压力进行了研究。与数值仿真和其它工程方法的比较分析表明,薄激波层理论在激波脱体距离、形状以及壁面压力的预测上均具有较高的精度,且能适用于更大的马赫数范围。同时,薄激波层理论具有很好的计算效率,为优化高超声速乘波体飞行器气动外形设计、参数研究和大熵梯度下的气动加热分析等复杂问题的研究提供了依据。