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2016年  第1卷  第6期

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Richtmyer-Meshkov不稳定性强化混合参变机理
王兵, 卢梦
2016, 1(6): 5-21.
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摘要:
在不同参数条件下, 计算分析了H2O和N2等混合物界面上激波诱导Richtmyer-Meshkov(R-M)不稳定性过程.采用有限差分方法数值求解了二维可压缩Navier-Stokes方程, 对流项以5阶特征紧致-WENO混合格式离散, 输运项以6阶对称紧致格式离散, 时间方向以3阶显式Runge-Kutta方法推进.研究表明, 界面振幅和激波强度增大, 均可增强界面附近涡量场, 强化混合.
一种基于AUSM分裂的真正多维HLL格式
胡立军, 袁礼
2016, 1(6): 22-35.
45 3
摘要:
文章给出了一种真正多维的HLL Riemann解算器.采用AUSM分裂将通量分解成为对流通量和压力通量, 其中对流通量的计算采用迎风格式, 压力通量的计算采用HLL格式, 且将HLL格式的耗散项中的密度差用压力差代替, 从而使得格式能够分辨接触间断.为了实现数值格式真正多维的特性, 分别计算了网格界面中点和角点上的数值通量, 并且采用Simpson公式加权组合中点和角点上的数值通量得到网格界面的数值通量.为了减少重构角点处状态时的模板宽度, 计算中采用基于SDWLS梯度的线性重构获得2阶空间精度, 而时间离散采用2阶保强稳Runge-Kutta方法.数值实验表明, 相比于传统的一维HLL格式, 文章的真正多维HLL格式具有能够分辨接触间断, 以及更大的时间步长等优点.与其他能够分辨接触间断的格式(例如HLLC格式)不同, 真正多维的HLL格式在计算二维问题时不会出现激波不稳定现象.
流动/运动松耦合与紧耦合计算方法及稳定性分析
马戎, 常兴华, 赫新, 张来平
2016, 1(6): 36-49.
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摘要:
为了更加精确地模拟流动/运动耦合问题, 建立了耦合动态混合网格生成非定常流场计算和六自由度运动方程求解的一体化计算方法, 并在统一框架内同时实现了松耦合与紧耦合方法.通过圆柱涡致自激振荡(vortex induced vibration, VIV)的模拟, 对不同时间精度的松耦合和紧耦合算法的优劣及适用范围进行了评估和分析; 通过引入附加质量的概念, 对耦合算法的稳定性进行了理论分析.研究表明:在流体的密度与物体的密度接近时, 松耦合方法是不稳定的, 必须采用紧耦合方法.最后利用耦合算法对二维鱼体的自主游动和钝锥三自由度自由飞过程进行了数值模拟, 证实了理论分析的结论.
基于CFD的某民机叶栅式反推力装置/飞机匹配设计评估
段卓毅, 廖振荣, 钱瑞战
2016, 1(6): 50-55.
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摘要:
反推力装置能显著减小现代涡轮风扇支线飞机的着陆滑跑距离, 也会影响到飞机的操稳特性和发动机进口流场特性, 如果不能很好地和飞机进行匹配设计，则可能危及飞行安全.文章对某型尾吊布局民机全机着陆叶栅式反推力装置打开构型进行了CFD数值模拟, 并对发动机反推装置打开与全机的匹配问题进行了评估, 结果显示, Mach数0.09可作为该型民机反推装置安全使用的截止速度.
高速受限混合层结构和效应实验研究
赵学军, 魏连风, 向星居, 沈清
2016, 1(6): 56-63.
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摘要:
受限混合层的流动主要是喷流与自由来流相互剪切形成的混合层受到壁面的限制而形成的一种流动.文章采用后向台阶平板模型研究了高速高压比条件下的受限混合层的典型流场结构以及冷却效率.实验自由来流Mach数为5, 喷流的Mach数为1.28, 喷流总压为0.2~0.7 MPa, 通过调整冷喷气流的总压, 基于纹影流动显.形成喷口附近波系的欠膨胀流动现象的深刻认识, 提取波系特征与流动参数之间的规律.基于流动显示及实验测量结果, 通过分析流场中大尺度结构的空间演化规律, 揭示流动参数对于冷却效率的影响规律及物理内涵.采用快响应压敏漆(FRPSP)技术在高超声速风洞开展热流分布和冷却效率研究, 获得了平板对受限混合层冷却效率的影响.

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