国家自然科学基金(10632050)
- 作品数：38 被引量：151H指数：8
- 相关作者：罗纪生周恒董明张永明李新亮更多>>
- 相关机构：天津大学中国科学院力学研究所中国石油勘探开发研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术水利工程化学工程更多>>
- 零攻角小钝头钝锥高超音速绕流边界层的稳定性分析和转捩预报被引量：27
- 2007年
- 研究了零攻角小钝头圆锥高超音速边界层的稳定性及转捩预测问题.小钝头的球头半径为0.5mm,锥的半锥角为5°,来流马赫数为6.采用直接数值模拟方法得到了钝锥的基本流场,利用线性稳定性理论分析了等温壁面和绝热壁面条件下的第一、第二模态不稳定波,并用“e-N”方法对转捩位置进行了预测.在没有实验给出N值的情况下,暂取N为10.研究发现,壁面温度条件对于转捩位置有较大影响.绝热边界层的转捩位置比等温边界层的靠后.且尽管高马赫数下第二模态波的最大增长率远大于第一模态波的最大增长率,但绝热边界层的转捩位置是由第一模态不稳定波决定的.研究方法应能推广到有攻角的三维边界层流动的转捩预测.
- 苏彩虹周恒
- 关键词：高超音速边界层转捩钝锥
- 小攻角高超声速钝锥边界层中不同扰动对转捩的影响被引量：9
- 2010年
- 为了研究上游不同扰动对转捩位置的影响,针对来流Ma=6,攻角1°,半锥角5°的钝锥边界层的转捩进行了数值模拟.首先研究了边界层中小扰动的演化,与流动稳定性理论进行了对比,结果表明:在所考虑的流场中,流动稳定性线性理论可以对扰动的增长率做出一个较好的预测.在此基础上,研究了不同扰动对转捩位置的影响.计算给出了在两种不同频率分布的扰动情况下,转捩位置沿周向的分布.结果表明,转捩位置沿周向分布与入口扰动的幅值和频率有关.某子午面的转捩位置由该处的最不稳定波在入口的幅值决定.根据大多数风洞中背景扰动的特性,解释了小攻角圆锥转捩实验中背风面先转捩,迎风面后转捩的现象.同时,还解释了在背风面附近转捩位置"凹陷"的现象.
- 刘建新罗纪生
- 关键词：转捩攻角钝锥高超声速
- 压缩折角激波-湍流边界层干扰直接数值模拟被引量：5
- 2010年
- 进行了来流Mach数2.9,24°压缩折角激波-湍流边界层干扰的直接数值模拟,在上游的平板添加扰动以激发边界层转捩到湍流.计算得到的统计结果与实验吻合,验证了结果的可靠性.分析了角部分离区附近湍能的生成、耗散及分配机制.结果显示角部区域激波与湍流边界层相互作用造成大量湍动能产生,而湍动能的主要耗散区仍在近壁.湍流输运项起到了主要的平衡机制,把湍动能由外层输运到近壁区.通过对激波后及壁面瞬时压力的分析,认为激波低频振荡并非上游扰动引起,而是由于分离泡本身不稳定振荡产生的.
- 李新亮傅德薰马延文梁贤
- 关键词：直接数值模拟激波振荡
- Mach8的平板可压缩湍流边界层直接数值模拟及分析被引量：4
- 2012年
- 对来流马赫数等于8,壁温等于10.03倍来流参考温度的平板可压缩湍流边界层做了直接数值模拟,计算涵盖了从层流到转捩以及最终充分发展湍流的全空间演化过程.对湍流的统计特征做了详细的分析,结果表明,在当前的计算工况下,湍流边界层核心区平均速度剖面仍然满足对数率,且卡门常数基本不变;可压缩效应明显增强,由于采用近似恢复温度的等温壁条件,使得近壁区温度较高,导致当地声速增大,使得湍流马赫数绝对值较低,造成内在压缩性效应不强,与经典强雷诺比拟相比,除在数量上产生一些偏差外,强雷诺比拟关系近似成立,且Morkovin假设依然有效;对扩展自相似性和标度率分析表明,对于平板可压缩湍流边界层而言,高马赫数流动使得其适用范围减小;压缩性效应对近壁湍动能,条带结构,涡等值面分布的影响得到分析.
- 梁贤李新亮傅德薰马延文
- 关键词：直接数值模拟高超声速壁湍流边界层
- 锥体效应对超音速湍流边界层统计特性的影响被引量：6
- 2008年
- 通过直接数值模拟,计算了空间模式下,来流马赫数为2.5,半锥角为5°,零攻角的绝热钝锥湍流边界层,研究了湍流的统计特性,并把结果与超音速平板湍流边界层和马赫数为6的高超音速钝锥湍流边界层的结果进行了比较,重点定量地考察了锥体效应对边界层湍流统计特性的影响.研究发现,锥体效应对平均温度剖面以及压缩性的影响是显著的;而其它统计量,比如速度壁面律、雷诺应力的分布和湍动能各项的贡献等,受锥体效应的影响很小.
- 董明罗纪生
- 关键词：直接数值模拟
- 湍流近壁区非线性模型的应力相位研究被引量：2
- 2010年
- 近年来的研究结果显示,在非平衡湍流中,线性湍流模型中的雷诺应力与平均速度变形率之间存在着相位差,但是非线性湍流模型中是否也存在这个问题,至今还没有文献涉及。针对这一问题,该文对空间周期性吹吸边界条件的槽道湍流进行了直接数值模拟。研究发现,在湍流近壁区,剪切变形的相位在典型的非线性湍流模型的主要项中起着主导作用,这使得雷诺应力与相应的模拟项之间存在相位差。因此在建立有关非线性湍流模型时也应该注意这一问题。
- 王新军罗纪生
- 关键词：非线性模型雷诺应力相位差
- 变比热真实气体效应的高超声速槽道湍流直接数值模拟被引量：3
- 2011年
- 在高超速情况下,利用直接数值模拟方法,我们研究了真实气体效应(振动由度激发导致比热随温度变化)对槽道湍流影响,并与不考虑振动由度激发情况进行了比较.我们发现振动能激发对统计平均量影响主要体现在温度上,它能够抑制湍流场中平均温度升高;而对于密度,速度及压强影响很小.振动由度激发使原分运动更加剧烈,以致湍流场趋于"平坦",表现为脉动值、相关函数及互相关函数减小.同时,由于振动能激发过程是一个吸热过程,因此它对湍流有抑制作用,表现在减小涡量、抑制湍能成及耗散等方面.振动由度激发对于湍流两点相关量、偏斜因及平坦因影响很小.
- 陈小平李新亮樊菁
- 关键词：直接数值模拟
- 小攻角高超音速尖锥边界层的转捩预测及e^N法的改进被引量：13
- 2009年
- 研究小攻角高超音速尖锥边界层的转捩预测问题.来流马赫数为6,锥的半锥角为5°,攻角为1°.采用传统的eN方法得到的转捩位置很不令人满意.原因在于,在传统的做法中,只考虑了增长中的扰动波,而事实上对于不同的子午面,扰动在开始增长前的衰减过程是各不相同的.根据我们以前的一些工作,对eN方法进行了新的诠释,并且提出实质上的改进.不仅考虑了扰动的增长过程还考虑了扰动的衰减过程.由线性理论计算得到的扰动从初始幅值增长到1%的位置被看作是转捩位置.这样得到的新的转捩预测结果相当令人满意.此外,对于基本流的计算,研究表明边界层方程可以用于小攻角的情况,其计算量远远小于直接数值模拟.
- 苏彩虹周恒
- 关键词：攻角转捩
- 超声速流中圆锥头部钝度对边界层稳定性的影响被引量：4
- 2008年
- 通过直接数值模拟,计算得到超声速流中各种钝度圆锥周围的流场情况。结果表明圆锥头部钝度增加,使边界层增厚,边界层向自由流的过渡变得更平缓。这种变化进而使流场稳定性发生改变,通过对流场进行线性稳定性分析发现,随着圆锥钝度增加,边界层中最先出现不稳定波的位置向后移动,临界雷诺数增加;流场中存在不稳定波的频带变窄,同时整体向低频方向移动;T-S波的不稳定频段向低频移动时,其增长率减小,不稳定特性减弱。
- 闫溟罗纪生
- 关键词：超声速钝锥边界层稳定性
- 展向周期变化槽道流中全局稳定性的数值模拟被引量：1
- 2015年
- 用数值模拟的方法研究了基本流在展向周期变化的槽道流的全局稳定性问题.首先用线性稳定性理论求得的扰动特征函数作为初始值,计算扰动随时间的演化.经过充分的发展后,得到了全局稳定性的特征解.给出了不同展向变化幅值下的计算结果和全局稳定性下的中性曲线,分析了全局中性时雷诺数与展向不均匀程度的关系以及特征函数的性质.
- 孔玮罗纪生
- 关键词：数值模拟
