【摘 要】
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提出一种气-液界面边界条件，研究气液界面及掺混问题.物质界面附近支持域内不同材料的粒子，在每个计算时刻互为虚粒子边，并按照密度分配方法赋予相应的物理量，并在界面附近的粒子中引入气-液两相阻力.利用拉格朗日形式的N-S方程设计SPH程序，通过与Level Set方法在研究激波管内气-液界面问题的结果对比，验证气-液界面方法的适用性，研究该方法在气-液掺混问题中的应用.SPH与Level Set方法的
【机 构】
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清华大学航天航空学院,北京,100084
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提出一种气-液界面边界条件，研究气液界面及掺混问题.物质界面附近支持域内不同材料的粒子，在每个计算时刻互为虚粒子边，并按照密度分配方法赋予相应的物理量，并在界面附近的粒子中引入气-液两相阻力.利用拉格朗日形式的N-S方程设计SPH程序，通过与Level Set方法在研究激波管内气-液界面问题的结果对比，验证气-液界面方法的适用性，研究该方法在气-液掺混问题中的应用.SPH与Level Set方法的计算结果基本一致，且在气-液掺混模型中也计算获得合理的结果.文中提出的气-液界面方法，避免界面流体粒子积分截断问题，阻止粒子界面处发生非物理穿透的现象.
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从当前超燃试验需求出发，根据自由活塞激波风洞技术和炮风洞运行经验，讨论了自由活塞驱动的双模式风洞(炮风洞/激波反射风洞)概念。文章着重研究了自由活塞驱动的炮风洞模式。理论研究显示，在计及真实气体效应的前提下，通过变截面压缩管的压缩作用，这种运行模式可以将传统炮风洞滞止温度提高30％以上。风洞的有效试验时间长和试验气流平稳性和炮风洞相当。该模式进一步拓展了传统自由活塞激波风洞中低焓值条件下模拟范围。
异重流在密度分层环境中的运动特性是水利及海洋工程领域重要的研究主题之一。本文在线性分层水体中展开实验，对开闸式异重流在斜坡上的运动特性进行了研究。实验结果表明：异重流的运动可分为三个阶段，即加速阶段、减速阶段和分离阶段。三个阶段的主要作用力分别为惯性力、浮力和粘滞力。本文基于其不同的作用机理，通过考虑环境水体密度沿深度的线性变化，推导出了异重流在线性分层环境中沿斜坡运动的加速阶段头部速度的计算公式
本研究在回流水槽和拖曳水槽中研究了地面效应对同向旋转旋涡融合过程的影响。实验中使用二元翼段作为涡发生器产生同向旋转涡对，在涡发生器下游的流向截面进行了流动显示实验定性测量和PIV定量测量，并使用一块横跨实验段的平板来模拟地面效应。实验结果表明，地面效应会加快同向旋涡的融合过程，同时增加旋涡的公转速度，引起涡对的展向移动和反弹。流动显示和PIV测量结果显示，当涡对靠近地面时，地面效应导致二次涡的形成
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