一、平壁附近钝体绕流的数值模拟（论文文献综述）
谯意[1]（2021）在《井下仿生发电装置的流场分析与优化设计》文中认为随着油田的不断开发,我国原油开采成本日益增加。目前我国主力油田均采用注水开发模式,因此分层注水对我国油田的发展具有重要意义。分层注水开发模式的发展促使井下监测工具也由机械式转变为电控式。而传统的井下供电方式容易受到井筒内复杂环境的限制,存在无法长期持续供电以及供电成本过高等问题。受鳗鱼在水中摆动身体发电启发所设计的井下仿生发电装置可将井筒内源源不断的流体机械能转化为电能,从而实现为井下电控工具持续供电。对工程实际应用中分层注水的监测具有重要意义。采用正交试验法对井下仿生发电装置的适用管径和钝体尺寸及压电振子的结构参数开展优化研究,得出了最优钝体管径尺寸组合及最佳压电振子结构参数。同时,根据钝体管径组合流场中湍动能分布规律,提出了一种轴向分段径向分层的流场湍动能激励效率评判方法,并以此方法验证了正交试验结果。采用计算流体动力学方法（Computational Fluid Dynamics,CFD）,运用Fluent数值模拟软件对钝体管径最优尺寸组合的流场特性开展研究。分析了流场中速度场、湍动能、湍流强度、动能耗散率的分布规律。运用Workbench数值模拟软件流固耦合模块,根据流场中各参量的分布特性开展流体与压电振子之间的流固耦合研究,得出压电振子在不同流场参数条件下的运动周期及振幅等运动特性分布规律。采用粒子图像测速技术（Particle Image Velocimetry,PIV）和高速摄像技术（Highspeed Video,HSV）,分别对流场特性和压电振子的运动特性开展室内实验研究。通过实验数据和数值模拟结果的对比,验证了数值模拟所得的流场特性及压电振子运动特性的准确性。对井下仿生发电装置的各结构参数开展优化,得到最优结构参数组合。针对优化后结构参数下的井下仿生发电装置的流场特性和运动特性开展研究,并得到流场中速度场、湍动能、湍流强度及压电振子运动振幅、周期的分布规律。对井下仿生发电装置的实际工程应用提供借鉴意义。
阴建军[2]（2021）在《圆柱绕流问题的计算机数值模拟研究》文中研究说明圆柱绕流一直以来就是流体力学领域的经典问题之一,在实际工程中圆柱绕流现象也普遍存在,例如桥墩,海洋作业平台,电厂冷却塔等。近年来随着深海油气的开发,海底管道的铺设常常采用多圆柱体系统,由于采取较为密集布置方式的多圆柱系统在流体的作用下,极易产生结构体损坏,尤其是当圆柱的固有频率与旋涡的脱涡频率十分接近时,在很大程度上会引发共振现象,加速圆柱结构的疲劳损坏。在目前的工作中,单圆柱和双圆柱布置方式的绕流问题已经得到广泛而深入的研究,但关于更多布置方式的多圆柱绕流问题的相关研究则较少,所以本文选取等距错列布置形式的七阵列圆柱和等距正四边形布置形式的九阵列圆柱进行数值模拟研究,本文为研究多圆柱复杂构造的流动特性提供参考。本文基于有限元分析方法求解动量方程和质量守恒方程,对Re=200和间距比L/D=1.1-5的层流状态下的多圆柱绕流进行数值模拟研究,主要分析了不同间距比下柱群尾流流态,依据流体动力学特性和涡街分布情况,对尾流模式进行分类,并计算了每一个圆柱的升阻力系数和斯特劳哈尔数,结合流态变化分析了参数变化原因。给出了不同间距比下的尾流流场结构,通过分析发现尾流结构的变化与尾流模式的转换密切相关。本文选取尾流流场中的采样区域,将信息熵理论和时间序列分析方法相结合应用于定量分析尾流流场特性。给出了不同间距比下的信息熵变化和时间序列拟合模型,通过分析可为多钝体绕流流场特性研究及其定量衡量流场变化提供了一种可行有效的方法。
周志奇[3]（2021）在《横向方柱绕流湍流场研究》文中研究指明近壁方柱绕流现象不仅广泛存在于日常生活,而且在土木、化工、机械等领域均有广泛的应用。研究方柱绕流不仅因为其应用广泛,还在于其流动的分离、在附、漩涡脱落等现象在壁面的影响下所表现出的复杂特性具有很强的理论意义和学术价值。本文采用风洞试验及数值模拟对方柱后流动特性及边界层中流动结构进行了细致的研究。主要内容如下:首先采用PIV技术对不同间隙比（G/D=0,0.3,0.5,0.8,1.0,G为方柱与壁面间距,D为方柱截面尺寸,D=10mm）下方柱尾迹区域进行测量,其中摩阻雷诺数（ReD=U0 D/μ,μ为运动粘性系数）为1900,边界层厚度（δ）与方柱截面尺寸比值（δ/D）为18。通过对时均速度场、脉动场、涡量场等分析,阐释了不同间隙下壁面对方柱后流动形态、运动变化和发展演化过程的影响。发现回流区尺寸随着间隙增加逐渐趋于稳定,方柱对壁面流动的影响逐渐减小,在不同间隙比下,壁面附近均存在着由壁面产生的涡结构。通过空间相关及POD模态分解揭示了方柱对湍流边界层中流动结构的影响,发现在不同的间隙比下,流场中能量运输的承担者不同,阶数越低所占能量比率越高。其次,运用热线技术,对两种不同截面尺寸（D=5mm,D=10mm）方柱后x=2D位置不同高度处速度进行测量,发现5mm（δ/D=36）方柱涡脱落频率大于10mm（δ/D=18）方柱,对比已有更大边界层厚度与方柱截面尺寸比值（δ/D）下方柱涡脱落频率实验观测结果,发现涡脱落频率受δ/D的影响。最后运用Fluent软件模拟通过改变方柱尺寸（D=5mm,10mm,15mm,20mm）的情况下研究不同雷诺数（ReD=U0 D/μ=950,1900,2850,3800）在不同间隙下（G/D=0.3,1.0）近壁方柱尾部流动特征。发现模拟结果中涡脱落频率明显大于实验结果,所以,涡脱落频率可能受雷诺数、边界层厚度与方柱截面尺寸比值和湍流强度的影响,升阻力系数也受雷诺数影响。
张立启[4]（2019）在《三维圆柱绕流与涡激振动的行波壁控制方法研究》文中认为圆柱绕流作为钝体绕流最经典的问题之一,由于其简单的截面形式,一直是计算流体动力学的基础研究对象之一。另一方面,钝体气动优化控制风致振动具有广泛的工程应用价值。圆柱是桥梁工程、海洋工程等领域的一种常用截面,如高层建筑、大跨度桥梁的悬索、海洋立管、海底管道等。当流体在钝体周围流动时,边界层将会发生不稳定从而导致交替脱落的卡门涡街,从而引起结构表面横风向气动力的周期性变化,当这种气动力频率接近结构固有频率时,将会发生涡激振动并产生较大振幅。此外,流致振动的长期效应可能导致设备的使用寿命降低,甚至由于涡激共振的发生而造成损坏。因此,抑制钝体振荡尾流,消除涡激振动具有重要意义。本文通过对带行波壁圆柱的三维数值模拟结果的分析,对圆柱后部行波壁运动对圆柱振荡尾流的控制效果进行了研究。主要分析了行波壁控制方法对于圆柱绕流旋涡脱落的控制效果。另一方面通过模拟三维涡激振动可以到一组无控圆柱流致振动结果,然后引入行波壁运动,分析行波壁对涡激振动的控制效果。此外,文章还从三维流场、涡量流和拟涡能流等角度分析行波壁控制的机理。本文的具体研究内容如下:使用大涡模型（LES）模拟了无控三维圆柱绕流流场,为保证数值结果的可靠性,必须在现有的可靠数据的基础上对本模型计算结果进行充分的论证,同时对三维圆柱绕流场尾流旋涡的脱落形式进行了探讨,为下一步进行行波壁圆柱绕流控制计算和分析奠定了基础。通过UDF对Fluent进行二次开发,实现了三维行波壁运动,完成了对行波壁主要参数对抑制振荡尾流的研究,主要参数包括行波波幅、行波个数和行波波速,并分析了不同参数组合对结构表面气动力的影响,从而得到一组最优的行波运动参数组合。建立了单自由度圆柱绕流振动的数值模型,完成了无控圆柱与绕流场的流固耦合CFD数值模拟,并与前人实验结果进行对比。同时使用固定行波壁圆柱绕流场下的最优控制参数的组合继续研究行波壁对于圆柱绕流涡激振动的控制效果。分析行波壁对不同来流风速下结构振动的影响以及圆柱表面气动力和流场的变化。从三维行波壁圆柱绕流场出发,对于行波壁主动控制的机理进行进一步的分析,完成了从三维流动特征、轴向涡、轴向流速、涡量流和拟涡能流等方面揭示了行波壁主动控制的机理。
马贵辉[5]（2019）在《等压排气改善潜射航行体出水特性及稳健性机理研究》文中研究说明潜射航行体出水载荷、弹道及姿态是水下发射技术的关键参数,由于穿越水层过程中存在复杂因素的干扰,如何确保航行体出水参数满足要求,已成为亟待解决的水下发射技术难点之一。作为一种特殊的通气空泡技术,等压排气通过形成的覆盖航行体局部表面的气体边界层,可以有效改善航行体出水载荷、弹道及姿态,甚至是各参数的稳健性,该技术近些年来被提出并受到广泛关注。本文以航行体出水问题为研究对象,系统开展等压排气改善航行体出水特性及稳健性的机理研究。首先,本文数值研究等压排气气膜发展演化机制,分析排气气膜发展过程中内部组成、压力分布、旋涡结构等参数的特点及关系,建立气膜周向融合前后的流场结构简图。结果表明,等压排气是环境降压与来流剪切共同作用下的气腔被动泄气过程,其形成气膜的发展源于气体的不断注入、水流的恒定推动以及环境的持续降压作用。根据膜内组成成分及旋涡结构,气膜主体可划分为反向旋转涡对作用的气相区,回射流动主导的混合相区,以及膜尾的泄漏流动区。在条带状气束周向融合成层状气膜的过程中,膜尾闭合模式由鞍点-双螺旋结点模式向再附结点-双螺旋结点模式转化。等压排气改善航行体出水特性的机理在于气相区和混合相区气膜构成的近似等压区改善了航行体的载荷特性。其次,本文系统探讨排气结构参数影响等压排气特性的机制。研究表明,气孔结构参数变化可以显着影响排气过程及气膜发展过程。单排孔方案下,孔间距增加通过提升单孔流量,使得气膜轴向推进速度加快,周向融合速度减缓。而排气角度的降低则利用轴向通流面积的增加和气体射流的预偏,促进气腔的快速排气及气膜的快速轴向生长。双排孔方案借助两倍于单排孔方案的排气面积以及孔1气膜覆盖孔2的组合排气方式,可以获得更快的气膜发展速度。当增加双排孔方案下孔排间距时可以提升组合排气效率,而组合排气方案下较高的排气效率降低了排气孔孔间距及排气角度对排气过程的影响。在此基础上,本文基于一自由度单向耦合、三自由度双向耦合仿真方法,研究考虑平台速度作用的航行体出水载荷特性及多自由运动特性。研究结果表明,平台速度导致的横向运动将促使航行体迎水面排气流量降低,排气气膜向背水面倾斜。平台速度作用下航行体出水经历横向偏移运动、纵向减速运动以及运动平面内的俯仰运动,并在较大水载荷作用下以较大角速度及姿态角出水。实施等压排气控制可以通过其形成的边界层气膜有效降低航行体迎、背水面压差,实现降低水动力载荷、抑制纵向偏转的效果。不同排气方案下结果对比发现,相比于单排孔方案,双排孔组合排气可以更快、更高效地发挥改善航行体出水特性的效果。最后,本文引入不确定性量化理论,研究随机发射条件下等压排气的统计特性及部分气膜参数对随机发射条件的敏感性。在此基础上,开展随机平台速度下航行体三自由度出水运动、载荷及流场的统计特性研究,探讨等压排气改善航行体出水稳健性的机理。研究结果表明,随机发射条件下,排气气膜可以维持较好“压力均等性”及“压力稳健性”。随机平台速度下,有、无排气方案航行体水平速度不确定带沿运动轨迹表现为“沙漏状”的“收缩-扩张”变化过程,而水平位移不确定带呈晚半个周期的“纺锤形”的“扩张-收缩-扩张”变化过程,航行体姿态角维持均值增加不确定带扩张的趋势发展。等压排气通过排气气膜较好的压力“均等性”及“稳健性”,降低了航行体迎、被水面的压力均值差异及不确定带大小,从而削弱了航行体横向载荷及俯仰力矩对随机平台速度的敏感性,达到改善航行体出水特性及稳健性的效果。
刘继伟[6]（2019）在《水中声流数值研究及驻波声流中悬浮颗粒运动分析》文中研究表明随着微机电系统的高速发展,微流体驱动技术在生物芯片、燃料输运、集成电路中被广泛应用,利用超声波的非线性效应的微流体驱动方式,具有构造简单、高效的优点而有很好的发展前景。本文采用计算气动声学的计算方法,求解了二维非定常、粘性弱可压缩方程组,一步法求解声波运动及非定常流动,直接分析声波声流效应。主要开展了以下的研究:1、验证数值方法的准确性。通过对圆柱绕流问题的模拟,证明了本文采用的方法可以用来求解水中的粘性问题与固壁效应问题;对声波的衍射和干涉现象进行模拟,证明本文采用的数值方法可以模拟声波的传播特性;2、研究了声波水平通过壁面时,固壁附近的声流运动。由于流体介质在声场中往返振动,这种运动与固壁摩擦形成声流,特别是在靠近壁面附近出现了反向的声流,同时分析了雷诺数对壁面效应的影响;3、设计了一种多级声源驱动流体的结构,并进行了数值研究。对比分析了这种多级声源驱动结构的声波波长、声波强度、级数与驱动效率的关系,还分析了管道中三角形钝体形状对声流效率的影响;4、采用两步法对驻波声流场中的悬浮颗粒的运动情况进行数值分析,首先对驻波声流场进行验证研究,证明采用的计算模型可以成功的模拟二维驻波声流场。通过理论计算得到声辐射力与粘滞力相等时的颗粒临界半径,最后在不同颗粒半径条件下计算出悬浮颗粒的轨迹。本文的研究对超声波驱动微流体有一定的理论价值,通过本文的研究,发现多级声源驱动方式具有很好的流体驱动效率及可行性,后续研究可以在此基础上开展相关的实验验证,为接下来研究高效微流体驱动器件具有指导意义。
杜炳鑫[7]（2019）在《流声分解方法源项分析及改进研究》文中认为本文针对原始流声分解法流噪声预报结果中混有不稳定伪声压力的问题,开展流声分解法源项的来源、作用和不稳定源项分解研究,提出改进的流声分解方法,研究改进方法在各类层流和湍流噪声中的适用性,开发高效的改进流声分解法计算平台。经过严格数学推导,等熵状态的流声分解法方程与未简化的Lighthill方程具有相同表达形式,相较传统Lighthill方法,流声分解法额外考虑了由流场压力时间导数和负向不可压动量通量、粘性应力所产生的单极子和四极子声源。其声学连续性方程中的压力源项S1为单极子声源,动量方程中的声学对流项和速度源项S2、扩散项和粘性源项分别与可压流动量增量、粘性应力增量所产生的四极子声源相对应。流声分解法的压力源项S1、速度源项S2均是具有明确物理含义的声学源项,不可随意忽略。基于源项分解方法的流声分解法源项作用分析表明,压力源项S1、声扰动速度散度和流速相互作用所形成的速度子源项S2.1是声学辐射源项,而由声扰动速度及其方向上流速梯度相互作用所形成的速度子源项S2.2是造成流声分解法声场压力失稳的主要源项且其声学辐射能力较差。本文研究表明,声学粘性扩散项可减小声场的不稳定压力,但多数粘性源项反而会诱发速度子源项S2.2进一步失稳。本文提出声学方程中删除不稳定源项S2.2以及诱发其失稳的粘性源项的改进流声分解法Ⅰ（m）。本文研究表明,改进后的流声分解法可有效预测层流状态的自由和壁面剪切流噪声。对于湍流噪声,改进流声分解法Ⅰ（m）可有效用于采用雷诺平均湍流模型的壁面剪切流噪声以及采用滤波N-S方程（FNSE）方法的自由剪切流噪声预报。本文提出改进流声分解法Ⅰ（m-c）,该方法通过采用速度源项控制函数,可有效抑制FNSE方法所得到的复杂壁面剪切流场对改进流声分解法Ⅰ（m）声场不稳定压力的诱发作用,适用于低马赫数下各类层流和湍流噪声的预报。为了加快声学计算速度、消除流场网格不合理分布对声学结果的影响,本文开展了流场、声场采用两套网格方法对声场预报的影响,并建立声场网格匹配原则。通过合理选择插值函数,保证重构流场变量连续变化,两套网格方法既能准确获得流场压力、速度分布所引发的流噪声源项,又能排除流场网格不合理分布对流噪声预报结果的影响。使用两套网格方法可提高计算效率且准确地完成流噪声预报。本文建立了采用两套网格方法以及基于MPI信息传递的区域分解并行计算方法,对声学对流项进行优化处理,并可联合Fluent软件的高效改进流声分解法并行计算平台。测试结果表明,高效流噪声计算平台可有效用于低马赫数下各类静止壁面和自由剪切流声场的预报。
丁普贤[8]（2019）在《基于PL-DDES湍流模型的流动与传热数值模拟研究》文中研究指明随着计算机的计算能力不断增强,数值模拟方法成为了湍流研究的重要方法。湍流模型中的联合RANS/LES方法因为综合了大涡模拟（LES）方法和雷诺时均NS（RANS）方法的优点而受到重视。本文旨在发展一种改进的联合RANS/LES湍流模型,以改善现有联合RANS/LES湍流模型存在的问题,即所改进的模型兼具改善网格诱导分离（GIS）问题和改善对数区偏差（LLM）问题以及具备较强的求解Kelvin-Helmholtz（KH）不稳定性的能力。以联合RANS/LES方法中应用最为广泛的延迟分离涡模拟（delayed detached-eddy simulation,DDES）作为研究对象;结合推导得到的求解控制函数、修正的屏蔽函数和新的截断长度尺度得到限制生成项的延迟分离涡模拟（PL-DDES模型）,并利用PL-DDES模型预测典型湍流问题对其性能加以评价;探讨PL-DDES模型联合定值湍流Pr数Prt=0.9在预测强制对流传热和混合对流传热方面的表现。具体研究内容和结论如下:（1）为改善GIS问题,本文根据屏蔽函数的屏蔽机理对其中的参数Cd1进行修正。零压力梯度平板边界层流动的模拟结果表明:屏蔽函数中参数Cd1取值14时,PL-DDES模型可以改善GIS问题。为得到影响改善LLM问题的机理,对比已有的SST DDES和IDDES模型,平板槽道的模拟结果揭示了PL-DDES模型因为得到合理的RANS区域而具备良好改善LLM问题的能力。（2）为了得到较强的求解KH不稳定性的能力,对截断长度尺度进行修正。为考察PL-DDES模型求解KH不稳定性的能力,模拟了后台阶流动,模拟结果揭示了增强求解KH不稳定性的能力的影响机理。相同网格下,对比SST IDDES模型,PL-DDES模型因为采用了更为合理的截断长度尺度0.2（ΔxΔyΔz）1/3而衰减湍流粘性更合理,致使其具备较强的求解KH不稳定性的能力。周期性山包流模拟证明PL-DDES模型具备预测较复杂的分离再附着流动的能力。（3）考察了不同截断长度尺度对模拟亚临界圆柱绕流和波浪圆柱绕流的影响机理。亚临界圆柱绕流和波浪圆柱绕流的模拟结果发现:由于PL-DDES模型采用的截断长度尺度小于SST DDES模型所采用的,导致PL-DDES模型可得到更小的湍流粘性,从而得到更合理的绕流不稳定性发生的位置和回流区长度;相比SST DDES模型,PL-DDES模型预测的绕流流动结构更为符合实验和LES结果。（4）探讨了PL-DDES模型联合定值湍流Pr数Prt=0.9在预测对流传热方面的表现。平板和波浪槽道内强制对流传热的模拟研究发现PL-DDES模型预测的温度分布不存在LLM问题,并且对复杂湍流传热同样具备良好的预测能力。运用PL-DDES模型探讨了浮力对圆筒槽道内流动与混合对流传热的影响。模拟结果揭示了Bo数对圆筒槽道内流场和温度场的影响规律:内热源不变情况下,流场受Bo数的影响大于温度场;外区域的物理量受Bo数的影响大于内区域。
林敦[9]（2018）在《基于延迟脱体涡模拟的高压透平非定常流动机理研究》文中指出进一步提高燃气轮机的效率需要对透平内部的非定常流动机理有更深入的认识。尾迹涡是高压透平当中重要的非定常和损失来源,对透平的压比、效率和噪声具有重要影响。高压透平尾迹涡具有比其他二次流更高的特征频率,因而需要高速响应的实验测量仪器或者高精度的非定常流动求解器。实验研究的难点在于尾迹涡在高速旋转的动叶内的输运过程以及其和动叶二次涡系的相互作用难以观测。在数值模拟方面,高压透平内的流动是高雷诺数的带有强非定常性的多尺度多频率的复杂三维流动,RANS/URANS方法有局限性而DNS、LES方法消耗过于昂贵工程上难以接受。因而,发展高效的高精度数值模拟方法对于加深对流动机理的认识,部分替代实验,缩短工业界研发设计周期,降低成本具有重要意义。在数值工具方面,本文实现了基于自适应低耗散数值格式的延迟脱体涡模拟方法,实现了对流场内丰富拟序结构的精细捕捉,并用经典的VKI LS89算例进行了验证。本文基于热力学第二定律和非定常物理量的三分解,发展了非定常损失评价方法。揭示了高压透平流动当中非定常效应对于损失的贡献占主要部分,为高压透平叶型的非定常优化设计提供了方向和理论基础。在机理研究方面,本文使用延迟脱体涡模拟方法和本征正交分解方法,研究了高压透平导叶尾迹涡的发展过程、尺度特征和非定常效应损失。通过‘‘非对称堵塞效应’’和‘‘双涡模型’’,率先对实验发现的尾迹涡的尺度特征进行了机理解释,为进一步理解和模化尾迹奠定了基础。同时,研究了尾迹涡和激波、压力波的相互作用。在此基础上,本文采用延迟脱体涡模拟方法进行了准三维高压透平级和三维高压透平级的数值模拟。研究了基础的动静叶干涉效应,重点研究了尾迹涡的输运过程,发现了尾迹涡输运的不同模态和超车现象。揭示了三维高压透平中环形流道、端壁对流动的影响,刻画了高压透平级当中的流场拓扑,揭示了上游尾迹涡对动叶二次涡系的干涉作用。综上所述,本文发展了基于自适应低耗散数值格式的延迟脱体涡模拟方法,提出了基于热力学第二定律的非定常损失评价方法,并探究了高压透平内尾迹涡发展、输运机理和二次涡系间的相互作用,为进一步探究高压透平多尺度流动和传热机理奠定了良好的基础。
朱伟亮[10]（2011）在《基于大涡模拟的CFD入口条件及脉动风压模拟研究》文中研究表明土木工程结构一般处于大气边界层甚至城市下垫层内,近地风场及结构周围流场都可视为不可压缩流体的湍流运动,结构所受风场的来流和结构表面风压具有时变特性。当考虑这些时变特性并研究其影响时,大涡模拟成为数值抗风研究中兼顾精度与计算效率的主要选择。采用大涡模拟进行工程结构风压预测的前提之一是开发具有近地脉动风特性的脉动入口条件。与其他领域相比,土木工程领域大涡模拟脉动入口条件的特殊性主要体现在：高雷诺数、高湍流度、流动特征受地表形态影响显着等方面。目前,基于大涡模拟的风工程研究多采用均匀流入口,或采用的脉动入口与近地风流动特征差异较大,难于同时满足上述土木工程入口条件的特点。因此,为使其具有近地脉动风的统计特性,本文首先对大气湍流边界层进行模拟,从中提取流动时程作为脉动风压模拟的入口条件,即建立“模拟—提取—应用”的解决模式。这一过程的难点主要在于：1、近地风流动雷诺数较大,开发稳定高效的模拟程序是实现“模拟—提取—应用”这一过程的首要前提；2、模拟充分发展的大气湍流边界层需要长距离的几何空间,计算耗时大,提出高效的模拟方法是工程研究关心的问题之一；3、不同地貌下近地风的流动特征差异较大,建立不同简化模型,使其可反映复杂地表对近地风场的影响,准确模拟出不同地貌下的风场特性。4、“模拟”环节和“应用”环节的网格和雷诺数一般不匹配,有效保持脉动入口的各项特性,是入口条件应用的关键因素之针对以上难点,本文提出相应的解决方法和开展的研究工作包括：第二章阐述大涡模拟控制方程并将其无量纲化后,以差分离散为基础,编制了笛卡尔坐标系下的大涡模拟求解程序。期间,针对于流动的高雷诺数特性,提出了一种基于流动状态调整数值粘性的对流项三阶迎风格式,并在第三章中以一维对流扩散方程为验证模型,证明了该格式在高对流扩散过程中可有效抑制中心差分引起的非物理震荡。作为程序的验证性分析,第三章中,对二维方腔驱动流和三维方柱绕流两个经典算例进行模拟,验证了大涡模拟求解程序对高雷诺数流动求解的稳定性与正确性。第四章中,为提高边界层模拟的计算效率,采用顺流向周期边界条件缩减了计算域和计算时间。该周期条件引起的不利效应是,随计算时长增加,壁面摩擦阻力使流向速度不断减小。对此,本文提出指数型顺流向恒压力梯度并将其引入流体控制方程,有效控制了流向速度的稳定性。利用普通附面边界层与大气边界层在分层结构上的类似性,将附面边界层内流动作为近地风场的近似,采用顺流向周期边界条件对平板附面湍流边界层进行了模拟。边界层的平均速度及湍流强度剖面基本符合我国A类地貌下的风场特性,速度时程的频谱特性与Karman谱在低频段基本吻合,高频段会存在一些差距,但可通过细化网格提高高频段的模拟效果。提取平板湍流边界层的速度压力时程作为脉动入口,并将其引入一网格变异的验证单元,结果表明该脉动入口的流动特征和统计特性在验证单元内保持较好,对网格变异及雷诺数变异均具有较好的适应性,可为计算风工程所接受。本文在第五章中建立了简化的粗面边界层模型,以模拟其他地貌下大气边界层。为增大边界层内湍流强度,在平板模型底面布置粗糙元以增大近地湍流度,布置扰流杆增大边界层高处的湍流度。将拟周期边界条件发展到粗面边界层,提高边界层模拟效率的同时保持了顺流向平均速度的稳定。采用粗面边界层模型并结合拟周期条件,分别模拟了我国B、C、D三类地貌下的脉动风场,并将结果与中美澳风荷载规范进行了比较。结果表明,平均速度剖面与规范规定的目标剖面吻合良好,湍流度与规范相比,介于中国与澳大利亚规范的规定值之间。速度频谱与Karman谱在低频段基本吻合,高频段依然存在一定差距。将粗面边界层内的脉动流场作为入口条件引入网格变异的验证单元,分别验证了脉动入口对网格变异性及雷诺数变异性的适应性。结果表明,平均速度剖面在验证单元中基本得到保持；由于粗糙度降低,脉动入口的湍流度在验证单元中有一定衰减,以边界层高处更为突出,雷诺数变异对湍流度影响较小；速度时程的功率谱特性保持较好,且受雷诺数变异性的影响较小；受网格变异的影响,脉动来流进入验证单元后积分尺度有一定改变。最后,本文在第六章对开发的脉动入口进行了应用研究。将平板和粗面边界层内生成的三类不同湍流强度的脉动入口,引入平屋盖结构的脉动风压模拟中,对其进行零度攻角的绕流模拟,研究了模型表面平均、脉动风压系数,着重比较研究了雷诺数及湍流强度两参数对风压系数的影响；此外,对钝体结构上风压的概率特性及阵风风压的预测也进行了探讨。结果表明,脉动入流下,建筑表面的平均、脉动风压系数与风洞试验基本吻合。雷诺数和湍流强度是影响钝体结构表面平均、脉动风压系数的两个重要因素。当绕流雷诺数增大时,分离区的平均负压以及风压均方根均有所增大。随着来流湍流强度的增大,模型屋盖、侧壁上的最大负压区向迎风边缘及迎风边缘角部移动,且最大负压值也显着增大；迎风面、屋盖和侧壁上风压均方根随湍流强度增大而显着增大。受钝体特征湍流影响,屋盖上分离区风压时程具有非高斯概率特性,尤以气流分离较剧烈的屋盖迎风边缘及屋盖两侧风压的非高斯特性明显,该特征与风洞试验基本一致。受非高斯特性的影响,建议采用峰值因子g预测屋盖上的瞬时风压时,采用较高的峰值因子,取g=4.5～5.5较稳妥。
二、平壁附近钝体绕流的数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平壁附近钝体绕流的数值模拟（论文提纲范文）
（1）井下仿生发电装置的流场分析与优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 井下仿生发电技术概述 |
| 1.2.1 仿生鳗鱼发电装置介绍 |
| 1.2.2 基于仿生鳗鱼发电装置的方法概述 |
| 1.2.3 基于仿生鳗鱼发电装置的研究进展 |
| 1.3 仿生发电的流场研究概述 |
| 1.3.1 钝体绕流研究概述 |
| 1.3.2 基于钝体绕流的卡门涡街研究进展 |
| 1.3.3 基于仿生鳗鱼发电装置的流固耦合研究 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 基于正交法的管径-钝体结构参数优化 |
| 2.1 物理模型与数值模拟 |
| 2.1.1 物理模型与网格划分 |
| 2.1.2 数值模拟与边界条件 |
| 2.2 正交试验结构优选 |
| 2.2.1 正交试验 |
| 2.2.2 正交试验设计 |
| 2.2.3 正交试验结果分析 |
| 2.3 流场湍动能激励性能评价方法 |
| 2.4 最优结构参数结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于流固耦合及正交试验法的压电振子结构优化 |
| 3.1 基于Ansys Workbench的流固耦合研究 |
| 3.1.1 Ansys Workbench概述 |
| 3.1.2 Ansys workbench在流固耦合仿真中的优势 |
| 3.1.3 Ansys workbench流固耦合基本原理 |
| 3.1.4 流固耦合数学模型 |
| 3.2 物理模型与数值模拟 |
| 3.2.1 物理模型与网格划分 |
| 3.2.2 数值模拟与边界条件 |
| 3.3 正交试验结构优选 |
| 3.3.1 正交试验设计 |
| 3.3.2 正交试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 流场特性及压电振子运动特性研究 |
| 4.1 数值模拟方法 |
| 4.1.1 物理模型及边界条件 |
| 4.1.2 网格划分及无关性检验 |
| 4.2 流场分布特性分析 |
| 4.2.1 无钝体时流场分析 |
| 4.2.2 有钝体时流场分析 |
| 4.3 压电振子运动行为数值模拟方法 |
| 4.3.1 物理模型及边界条件 |
| 4.3.2 网格划分及无关性检验 |
| 4.4 压电振子运动特性分析 |
| 4.4.1 压电振子振幅分布 |
| 4.4.2 压电振子运动周期分布 |
| 4.4.3 压电振子动能分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验验证 |
| 5.1 基于PIV实验的速度场分析 |
| 5.1.1 PIV系统及工作原理 |
| 5.1.2 实验工艺及方法 |
| 5.1.3 数据处理及结果分析 |
| 5.2 基于高速摄像的压电振子运动特性研究 |
| 5.2.1 高速摄像系统及工作原理 |
| 5.2.2 实验工艺及方法 |
| 5.2.3 数据处理及结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（2）圆柱绕流问题的计算机数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外圆柱绕流的研究动态 |
| 1.2.1 国内外单双圆柱绕流研究现状 |
| 1.2.2 多圆柱绕流研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 圆柱绕流的基本理论与数值模拟方法 |
| 2.1 圆柱绕流的基本理论—边界层分离和旋涡脱落 |
| 2.2 单圆柱绕流 |
| 2.3 多圆柱绕流流态基本概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 信息熵及时间序列ARMA-GARCH模型 |
| 3.1 信息熵原理及计算 |
| 3.2 时间序列简介 |
| 3.3 时间序列ARMA-GARCH模型简述及建模过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 数值模拟方法与模型验证 |
| 4.1 控制方程 |
| 4.2 有限元法 |
| 4.3 计算模型建立与网格划分 |
| 4.4 边界条件与流体力系数设置 |
| 4.5 单圆柱绕流的模拟验证 |
| 4.6 并列双圆柱绕流模拟分析与验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 七阵列圆柱群绕流的数值模拟 |
| 5.1 七阵列圆柱群模型建立 |
| 5.2 七阵列圆柱群绕流的模拟研究 |
| 5.2.1 尾流形态特征 |
| 5.2.2 流体力系数分析 |
| 5.2.3 平均流速分布特征 |
| 5.3 采样区域信息熵 |
| 5.4 基于采样区域信息熵的时间序列模型分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 九阵列圆柱群绕流的数值模拟 |
| 6.1 九阵列圆柱群绕流的水动力特性分析 |
| 6.1.1 尾流形态特征 |
| 6.1.2 流体力系数分析 |
| 6.1.3 平均流速分布特征 |
| 6.2 采样区域信息熵 |
| 6.3 基于采样区域信息熵的时间序列模型分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）横向方柱绕流湍流场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 近壁方柱绕流的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近壁柱体后流动结构及其影响因素 |
| 1.2.2 湍流边界层中的湍流结构 |
| 1.2.3 柱体对湍流结构的影响 |
| 1.2.4 方柱绕流数值模拟研究 |
| 1.3 本文的目标和研究工作 |
| 2 实验与分析技术 |
| 2.1 风洞实验室 |
| 2.2 PIV图像测速系统与流场检验 |
| 2.2.1 PIV图像测速系统 |
| 2.2.2 PIV标定校准 |
| 2.2.3 流场检验 |
| 2.3 热线测量系统与流场检验 |
| 2.3.1 设备介绍 |
| 2.3.2 热线风速仪基本原理及数据处理 |
| 2.3.3 流场检验 |
| 2.4 方柱绕流实验布置与参数 |
| 2.4.1 方柱绕流实验布置 |
| 2.4.2 实验参数设置 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 近壁方柱绕流的流场特征分析 |
| 3.1 平均流线 |
| 3.2 平均速度廓线 |
| 3.3 脉动与涡结构分析 |
| 3.3.1 流向速度脉动 |
| 3.3.2 垂向速度脉动 |
| 3.3.4 雷诺应力分布 |
| 3.3.5 涡量分布 |
| 3.4 涡脱落频率分析 |
| 3.5 湍流结构分析 |
| 3.5.1 Large Scale Motions结构 |
| 3.5.2 POD模态分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 近壁方柱绕流的数值模拟 |
| 4.1 Fluent基本方程介绍 |
| 4.1.1 流体连续性方程 |
| 4.1.2 流体运动方程 |
| 4.1.3 流体能量方程 |
| 4.2 Fluent基本原理 |
| 4.2.1 湍流模型选取 |
| 4.2.2 离散化方法 |
| 4.2.3 Fluent软件介绍 |
| 4.3 模拟可靠性验证 |
| 4.4 涡脱落频率分析 |
| 4.5 升阻力系数分析 |
| 4.5.1 升力系数分析 |
| 4.5.2 阻力系数分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）三维圆柱绕流与涡激振动的行波壁控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.3 理想流体下的圆柱绕流模型 |
| 1.3.1 流体运动的描述 |
| 1.3.2 点源和点汇 |
| 1.3.3 圆柱所受的气动力 |
| 1.4 边界层理论 |
| 1.4.1 边界层方程 |
| 1.4.2 边界层分离 |
| 1.4.3 绕流物体的升阻力 |
| 1.5 流动控制技术 |
| 1.5.1 流动控制在国内外研究现状 |
| 1.5.2 行波壁流动控制的国内外研究现状 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 三维圆柱振荡尾流行波壁控制大涡模型建立及实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFD理论基础 |
| 2.2.1 流体动力学控制方程 |
| 2.2.2 大涡模拟(LES) |
| 2.3 计算域设置与验证 |
| 2.3.1 雷诺数为3900 时无关性验证 |
| 2.3.2 雷诺数为4×104 无关性验证 |
| 2.3.3 三维固定圆柱行波壁运动数值模拟方法实现 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维圆柱绕流振荡尾流行波壁控制影响参数研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 行波波幅对行波壁控制振荡尾流的影响 |
| 3.3 行波波数对行波壁控制振荡尾流的影响 |
| 3.4 行波波速对行波壁控制振荡尾流的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单自由度圆柱行波壁控制数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 圆柱流致振动数值模型设置 |
| 4.2.1 几何模型和网格划分 |
| 4.2.2 计算模型设置 |
| 4.3 数值模拟结果与验证 |
| 4.4 涡激振动结果分析 |
| 4.4.1 无控圆柱 |
| 4.4.2 行波壁控制下的单自由度振动 |
| 4.4.3 控制结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维圆柱振荡尾流行波壁控制机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轴向涡和轴向流速 |
| 5.3 涡量流和拟涡能流 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）等压排气改善潜射航行体出水特性及稳健性机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的意义 |
| 1.2 空泡流问题的研究进展 |
| 1.2.1 空泡流问题概述 |
| 1.2.2 空泡流的影响因素及稳定性 |
| 1.2.3 空泡流的研究方法 |
| 1.3 等压排气技术的研究进展 |
| 1.3.1 等压排气相关物理问题及旋涡结构 |
| 1.3.2 等压排气技术的研究现状 |
| 1.4 文献综述简析 |
| 1.5 本文主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 等压排气气膜发展演化机制研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航行体出水排气流场数值模拟方法 |
| 2.2.1 控制方程及数值模拟方法 |
| 2.2.2 物理模型及边界条件 |
| 2.2.3 网格无关性验证 |
| 2.2.4 数值模拟方法验证 |
| 2.3 航行体一自由度出水单排孔排气特性研究 |
| 2.3.1 等压排气气膜发展过程 |
| 2.3.2 等压排气气膜内部旋涡结构 |
| 2.3.3 等压排气参数 |
| 2.4 航行体一自由度出水双排孔排气特性研究 |
| 2.4.1 物理模型及仿真方案 |
| 2.4.2 等压排气气膜发展过程 |
| 2.4.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 排气结构参数对等压排气特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单排孔孔间距对排气特性的影响 |
| 3.2.1 物理模型及仿真方案 |
| 3.2.2 等压排气气膜发展过程 |
| 3.2.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 3.3 单排孔排气角度对排气特性的影响 |
| 3.3.1 物理模型及仿真方案 |
| 3.3.2 等压排气气膜发展过程 |
| 3.3.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 3.4 双排孔孔排间距对排气特性的影响 |
| 3.4.1 物理模型及仿真方案 |
| 3.4.2 等压排气气膜发展过程 |
| 3.4.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 3.5 双排孔孔间距对排气特性的影响 |
| 3.5.1 物理模型及仿真方案 |
| 3.5.2 等压排气气膜发展过程 |
| 3.5.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 3.6 双排孔排气角度对排气特性的影响 |
| 3.6.1 物理模型及仿真方案 |
| 3.6.2 等压排气气膜发展过程 |
| 3.6.3 内部旋涡结构及排气参数 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 等压排气对航行体出水过程载荷及运动特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平台速度作用下航行体一自由度出水特性 |
| 4.2.1 物理模型及仿真方案 |
| 4.2.2 等压排气气膜发展过程 |
| 4.2.3 等压排气参数及航行体载荷特性 |
| 4.3 平台速度作用下航行体三自由度出水特性 |
| 4.3.1 物理模型及仿真方案 |
| 4.3.2 等压排气气膜发展过程 |
| 4.3.3 航行体水动力特性及运动特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 等压排气对航行体出水过程载荷及运动稳健性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不确定性量化理论 |
| 5.2.1 混沌多项式展开 |
| 5.2.2 配点方式 |
| 5.2.3 系数求解 |
| 5.2.4 统计特性后处理 |
| 5.2.5 基于NIPCE的不确定性分析流程 |
| 5.3 随机发射条件下带排气航行体一自由度出水统计特性 |
| 5.3.1 不确定性来源及样本空间构建 |
| 5.3.2 混沌多项式展开模型验证 |
| 5.3.3 排气气膜发展统计特性 |
| 5.3.4 排气参数及气膜参数统计特性 |
| 5.3.5 气膜参数对随机发射条件的敏感性分析 |
| 5.4 随机发射条件下带排气航行体三自由度出水统计特性 |
| 5.4.1 不确定性来源及样本空间构建 |
| 5.4.2 混沌多项式展开模型验证 |
| 5.4.3 航行体出水运动统计特性 |
| 5.4.4 航行体出水水动力统计特性 |
| 5.4.5 航行体出水绕流流场统计特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）水中声流数值研究及驻波声流中悬浮颗粒运动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究背景 |
| 1.2 声流理论 |
| 1.3 声波分类 |
| 1.4 国内外应用现状 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 2 水中声流效应研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程的研究 |
| 2.3 时空守恒元解元方法基本原理 |
| 2.4 控制方程的边界条件 |
| 3 数值方法准确性验证 |
| 3.1 圆柱绕流 |
| 3.2 声波的衍射与干涉 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 壁面效应对水中声流的影响研究 |
| 4.1 物理模型 |
| 4.2 声流流场分析 |
| 4.3 雷诺数对固体壁面附近声流的影响研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多级声源的声流效应研究 |
| 5.1 双级声源的声流效应研究 |
| 5.2 三级声源的声流效应研究 |
| 5.3 雷诺数对多级声源的声流效应的影响 |
| 5.4 三角形钝体形状对多级声源的声流效应的影响 |
| 5.5 速度振幅对双级声源的声流效应的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 驻波声流中悬浮颗粒受力运动数值分析 |
| 6.1 计算模型与边界条件设置 |
| 6.2 驻波声流验证分析 |
| 6.3 驻波声流中悬浮颗粒运动分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 硕士期间发表文章 |
（7）流声分解方法源项分析及改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 变量声明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 计算流体动力声学方法的国内外研究现状 |
| 1.2.1 直接模拟方法 |
| 1.2.2 Lighthill声类比系列方法 |
| 1.2.3 变量分解方法 |
| 1.2.4 多步混合方法 |
| 1.3 研究目的 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 流声分解法及其声学不稳定研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 流声分解法控制方程 |
| 2.2.1 Hardin和Pope方程 |
| 2.2.2 Slimon方程 |
| 2.2.3 Shen WenZhong方程 |
| 2.3 流声分解法数值离散 |
| 2.4 松弛化的声学SIMPLE算法 |
| 2.4.1 声学动量预测 |
| 2.4.2 声学压力修正 |
| 2.4.3 声学动量修正 |
| 2.5 声学边界条件 |
| 2.5.1 声学固壁边界 |
| 2.5.2 声学无反射边界 |
| 2.6 流声分解法求解步骤及程序实现 |
| 2.6.1 求解步骤 |
| 2.6.2 程序实现 |
| 2.7 流声分解法声学不稳定现象研究 |
| 2.7.1 单圆柱绕流噪声 |
| 2.7.2 时间发展混合层流噪声 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 流声分解法源项的来源及作用分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 流声分解法与LIGHTHILL声类比方法相关性研究 |
| 3.3 源项分解方法 |
| 3.3.1 源项分解法研究背景、基本假设和控制方程 |
| 3.3.2 源项分解方法的数值实现 |
| 3.4 基于源项分解法的流声分解法源项作用研究 |
| 3.4.1 壁面剪切流噪声中的流声分解法源项作用研究 |
| 3.4.2 自由剪切流噪声中的流声分解法源项作用研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 流声分解法改进研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 不稳定源项S2分解研究 |
| 4.2.1 不稳定源项S2的分解 |
| 4.2.2 壁面剪切流噪声中源项S2分解研究 |
| 4.2.3 自由剪切流噪声中源项S2分解研究 |
| 4.3 改进流声分解法Ⅰ |
| 4.3.1 消除不稳定源项S2.2的改进流声分解法Ⅰ |
| 4.3.2 改进流声分解法Ⅰ在壁面剪切流噪声中的测试 |
| 4.3.3 改进流声分解法Ⅰ在自由剪切流噪声中的测试 |
| 4.4 改进流声分解法Ⅱ |
| 4.4.1 考虑源项S2.2声学辐射能力的改进流声分解法Ⅱ |
| 4.4.2 改进流声分解法Ⅱ在壁面剪切流噪声中的测试 |
| 4.4.3 改进流声分解法Ⅱ在自由剪切流噪声中的测试 |
| 4.5 粘性源项和扩散项作用分析 |
| 4.5.1 粘性扩散项和粘性源项对流声分解法作用分析 |
| 4.5.2 各粘性源项对流声分解法作用分析 |
| 4.5.3 只含粘性源项S7的改进流声分解法Ⅰ(m) |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 适用于湍流噪声的流声分解法改进研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 含有湍流粘性源项的流声分解法控制方程推导 |
| 5.3 改进流声分解法Ⅰ(M)在高雷诺数壁面剪切流噪声中的适用性研究 |
| 5.3.1 基于URANS以及FNSE湍流方法的圆柱绕流流场分析 |
| 5.3.2 URANS形圆柱绕流流场对改进流声分解法Ⅰ(m)影响研究 |
| 5.3.3 FNSE形圆柱绕流流场对改进流声分解法Ⅰ(m)影响研究 |
| 5.4 改进流声分解法Ⅰ(M)在高雷诺数自由剪切流噪声中的适用性研究 |
| 5.4.1 空间发展混合层计算设置及流场分析 |
| 5.4.2 FNSE形混合层流场对改进流声分解法Ⅰ(m)影响研究 |
| 5.4.3 URANS形混合层流场对改进流声分解法Ⅰ(m)影响研究 |
| 5.5 适用于高雷诺数复杂流噪声分析的流声分解法改进研究 |
| 5.5.1 源项S_(2.1)不稳定性抑制方法研究 |
| 5.5.2 基于人工粘性控制方法的改进流声分解法Ⅰ(m-ar) |
| 5.5.3 引入速度源项控制函数的改进流声分解法Ⅰ(m-c) |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高性能改进流声分解法计算平台的搭建 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 流场、声场计算采用不同网格方法对声学预报的影响研究 |
| 6.2.1 采用两套网格方法的改进流声分解法计算程序开发 |
| 6.2.2 两套网格方法加速性能研究 |
| 6.2.3 疏密网格对改进流声分解法声场影响研究 |
| 6.2.4 不同插值方法对改进流声分解法声场影响研究 |
| 6.3 改进流声分解法计算程序并行加速研究 |
| 6.3.1 改进流声分解法并行化计算程序的开发 |
| 6.3.2 并行化改进流声分解法加速性能研究 |
| 6.4 改进流声分解法计算程序的性能优化研究 |
| 6.5 联合FLUENT和GTEA的改进流声分解法计算平台 |
| 6.5.1 基于两步法的Fluent和GTEA联合流噪声预报平台 |
| 6.5.2 Fluent的.cas网格文件读入和处理子程序 |
| 6.5.3 Fluent的.dat二进制结果文件读取子程序 |
| 6.6 算例测试 |
| 6.6.1 并列双圆柱绕流噪声 |
| 6.6.2 三维圆柱绕流噪声 |
| 6.6.3 自由场方腔绕流噪声 |
| 6.6.4 管路孔穴绕流噪声 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）基于PL-DDES湍流模型的流动与传热数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 湍流数值模拟方法概述 |
| 1.2.1 直接数值模拟 |
| 1.2.2 雷诺时均数值模拟 |
| 1.2.3 大涡模拟 |
| 1.3 联合RANS/LES湍流模型概述 |
| 1.3.1 非分区模型 |
| 1.3.2 分区模型 |
| 1.3.3 联合RANS/LES湍流模型小结 |
| 1.4 湍流Prandtl数概述 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 限制生成项的DDES湍流模型的建立 |
| 2.1 PL-DDES湍流模型的建立 |
| 2.1.1 限制湍动能生成项 |
| 2.1.2 屏蔽函数的修正 |
| 2.2 平板槽道充分发展流 |
| 2.2.1 网格划分与模拟方法 |
| 2.2.2 PL-DDES模型与DDES模型模拟Re_τ=550平板槽道流的结果对比 |
| 2.2.3 不同Re_τ数下平板槽道内充分发展流动模拟结果 |
| 2.3 后台阶流动 |
| 2.3.1 网格划分与计算条件 |
| 2.3.2 结果与讨论 |
| 2.4 周期性山包流 |
| 2.4.1 网格划分与计算条件 |
| 2.4.2 结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于限制生成项的DDES湍流模型钝体绕流模拟研究 |
| 3.1 亚临界Re_0数圆柱绕流 |
| 3.1.1 计算条件 |
| 3.1.2 结果与讨论 |
| 3.2 亚临界Re_0数波浪圆柱绕流 |
| 3.2.1 计算条件 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于定值Pr_t数强制对流传热模拟研究 |
| 4.1 平板槽道充分发展流与强制对流传热模拟 |
| 4.1.1 计算条件 |
| 4.1.2 PL-DDES模型与IDDES模型的对比 |
| 4.1.3 高Re_τ数结果与讨论 |
| 4.2 库埃特流动与强制对流传热模拟 |
| 4.2.1 计算条件 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.3 波浪槽道流动与强制对流传热模拟 |
| 4.3.1 计算条件 |
| 4.3.2 PL-DDES模型与DDES模型的预测能力对比 |
| 4.3.3 不同Re_b数下速度场和温度场的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 槽道内混合对流传热模拟研究 |
| 5.1 平板槽道内混合对流传热模拟 |
| 5.1.1 计算条件 |
| 5.1.2 各湍流模型模拟平板槽道内混合对流传热的评价 |
| 5.1.3 不同Ri数下结果与讨论 |
| 5.2 同轴圆筒槽道内混合对流传热模拟 |
| 5.2.1 计算条件 |
| 5.2.2 各湍流模型模拟同轴圆筒槽道流动的对比 |
| 5.2.3 基于PL-DDES模型混合对流传热模拟 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 本文创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 FLUENT UDFs程序代码 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）基于延迟脱体涡模拟的高压透平非定常流动机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 透平非定常尾迹研究历史与现状 |
| 1.2.1 圆柱绕流尾迹涡研究综述 |
| 1.2.2 透平尾迹涡研究综述 |
| 1.2.3 透平尾迹输运机理研究综述 |
| 1.3 透平通道二次流涡系研究历史与现状 |
| 1.4 损失评价方法及高压透平损失分析研究现状 |
| 1.5 高压透平流动高精度数值模拟研究现状 |
| 1.6 本文主要工作 |
| 第2章 数理模型介绍 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.2.1 DNS-直接数值模拟方法 |
| 2.2.2 RANS-雷诺平均方法 |
| 2.2.3 LES-大涡模拟方法 |
| 2.2.4 混合LES/RANS模拟方法 |
| 2.3 自适应低耗散数值格式 |
| 2.4 湍流入口边界条件 |
| 2.4.1 随机湍流速度场合成方法 |
| 2.4.2 冯卡门能谱分布的引入 |
| 2.4.3 湍流时间相关性的引入 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非定常流动与损失分析方法 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 本征正交分解POD分析方法 |
| 3.2.1 经典本征正交分解方法 |
| 3.2.2 快照本征正交分解方法 |
| 3.2.3 POD系数的意义 |
| 3.3 基于热力学第二定律的损失分析方法 |
| 3.3.1 熵生成率 |
| 3.3.2 非定常效应损失 |
| 3.3.3 不同模拟方法获得的损失讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高压透平导叶尾迹涡尺度特征及机理研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 研究对象介绍 |
| 4.3 数值模拟设置 |
| 4.4 (U)RANS, DDES和LES模拟结果对比 |
| 4.5 尾迹涡的发展和机理 |
| 4.5.1 尾迹涡的发展过程概述 |
| 4.5.2 高压透平导叶尾迹涡尺度特征机理 |
| 4.5.3 激波-尾迹涡干涉和压力波-尾迹涡干涉 |
| 4.6 尾迹涡行为的POD分析 |
| 4.7 高压透平导叶流动损失分析 |
| 4.7.1 粘性耗散损失与传热不可逆性损失 |
| 4.7.2 尾迹区损失分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 高压透平级动静叶干涉及尾迹涡输运机理 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 研究对象介绍 |
| 5.3 数值模拟设置 |
| 5.4 数值模拟结果的基本分析 |
| 5.5 透平级动叶对透平级导叶的影响 |
| 5.5.1 透平级环境下叶片表面等熵马赫数分布 |
| 5.5.2 透平级环境下导叶尾迹涡的发展 |
| 5.6 透平级导叶对透平级动叶的影响 |
| 5.6.1 高压透平级尾迹涡的输运过程 |
| 5.6.2 高压透平级尾迹涡输运的POD分析 |
| 5.7 高压透平级流场损失分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 三维高压透平级的流场拓扑结构 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.2 研究对象介绍 |
| 6.3 数值模拟设置 |
| 6.4 环型通道、端壁对直叶片叶栅流动传热的影响 |
| 6.4.1 等熵马赫数分布 |
| 6.4.2 表面温度分布 |
| 6.4.3 极限流线 |
| 6.5 流场拓扑概貌 |
| 6.5.1 高压透平级导叶流场拓扑结构 |
| 6.5.2 高压透平级动叶流场拓扑结构 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）基于大涡模拟的CFD入口条件及脉动风压模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 风灾害与抗风研究 |
| 1.1.2 风工程研究与大涡模拟 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 预前模拟法 |
| 1.2.2 序列合成法 |
| 1.2.3 研究现状小结 |
| 1.3 本文工作安排及创新点 |
| 1.3.1 本文工作安排 |
| 1.3.2 本文创新点 |
| 第二章 流体控制方程及其有限差分离散 |
| 2.1 不可压缩流体大涡模拟控制方程 |
| 2.1.1 流体运动控制方程 |
| 2.1.2 大涡模拟控制方程 |
| 2.1.3 亚格子模型 |
| 2.2 数值方法 |
| 2.2.1 NS方程的求解方法 |
| 2.2.2 差分格式 |
| 2.2.3 初边值条件及其它 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 数值程序验证 |
| 3.1 三阶迎风格式的验证 |
| 3.2 二维方腔驱动流 |
| 3.2.1 方腔驱动流数值模型 |
| 3.2.2 计算结果讨论及验证 |
| 3.3 三维方柱绕流 |
| 3.3.1 方柱绕流数值模型 |
| 3.3.2 计算结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 低湍流度入口条件的数值模拟 |
| 4.1 基于平板边界层模拟的脉动入口开发方法 |
| 4.1.1 数值方法 |
| 4.1.2 数值模型 |
| 4.2 边界层统计特性 |
| 4.2.1 壁面摩擦系数 |
| 4.2.2 平均速度剖面 |
| 4.2.3 湍流强度 |
| 4.2.4 概率密度特性 |
| 4.2.5 频谱特性与积分尺度 |
| 4.3 脉动入口条件的适用性分析 |
| 4.3.1 网格变异的适应性分析 |
| 4.3.2 雷诺数变异的适应性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高湍流度入口条件的数值模拟 |
| 5.1 基于粗面边界层模拟的脉动入口开发方法 |
| 5.1.1 数值方法 |
| 5.1.2 数值模型 |
| 5.2 不同地貌流场模拟 |
| 5.2.1 粗糙装置的特性分析 |
| 5.2.2 B类地貌流场模拟 |
| 5.2.3 C类地貌流场模拟 |
| 5.2.4 D类地貌流场模拟 |
| 5.3 脉动入口条件适用性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 钝体平屋盖结构的脉动风压模拟 |
| 6.1 计算参数及建模 |
| 6.2 结果分析及讨论 |
| 6.2.1 平均风压系数 |
| 6.2.2 脉动风压系数 |
| 6.2.3 风压概率特性 |
| 6.2.4 阵风因子 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 进一步工作展望 |
| 7.2.1 高效数值算法 |
| 7.2.2 笛卡尔坐标系下复杂边界模拟 |
| 7.2.3 与商业程序对接 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、平壁附近钝体绕流的数值模拟（论文参考文献）
- [1]井下仿生发电装置的流场分析与优化设计[D]. 谯意. 东北石油大学, 2021
- [2]圆柱绕流问题的计算机数值模拟研究[D]. 阴建军. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]横向方柱绕流湍流场研究[D]. 周志奇. 兰州交通大学, 2021(02)
- [4]三维圆柱绕流与涡激振动的行波壁控制方法研究[D]. 张立启. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [5]等压排气改善潜射航行体出水特性及稳健性机理研究[D]. 马贵辉. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]水中声流数值研究及驻波声流中悬浮颗粒运动分析[D]. 刘继伟. 华中科技大学, 2019(01)
- [7]流声分解方法源项分析及改进研究[D]. 杜炳鑫. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [8]基于PL-DDES湍流模型的流动与传热数值模拟研究[D]. 丁普贤. 华南理工大学, 2019(01)
- [9]基于延迟脱体涡模拟的高压透平非定常流动机理研究[D]. 林敦. 清华大学, 2018(04)
- [10]基于大涡模拟的CFD入口条件及脉动风压模拟研究[D]. 朱伟亮. 北京交通大学, 2011(09)