【摘 要】
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分别采用RANS,DES以及LES对绕二维水翼的非定常片空泡脱落和云空化演化进行了数值模拟,研究并评估这些数值模拟方法预报空泡流非定常特性的能力,给出了不同流动状态下的二维水翼的非定常水动力系数.通过与二维水翼空化实验数据比较,修正湍流黏性系数的RANS模型可较准确地预报水动力系数.根据不同空化数条件下云空泡流场的大涡模拟结果对云空化脱落机理进行分析,流场数值模拟结果表明水翼吸力面的涡结构是造成空
【机 构】
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上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系,上海200240
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分别采用RANS,DES以及LES对绕二维水翼的非定常片空泡脱落和云空化演化进行了数值模拟,研究并评估这些数值模拟方法预报空泡流非定常特性的能力,给出了不同流动状态下的二维水翼的非定常水动力系数.通过与二维水翼空化实验数据比较,修正湍流黏性系数的RANS模型可较准确地预报水动力系数.根据不同空化数条件下云空泡流场的大涡模拟结果对云空化脱落机理进行分析,流场数值模拟结果表明水翼吸力面的涡结构是造成空泡脱落的重要原因,片空泡脱落后云空泡与水翼壁面间形成回射流.采用DES对三维有限展长水翼梢涡空化流场特征进行了研究.通过单相流情况下梢涡强度和结构与实验结果的对比,验证了DES模拟的可靠性.对不同空化数条件下的梢涡空化模拟,给出了NACA 0015有限厚度水翼梢涡涡系结构和流场特征,获得了梢涡空化区的形状、涡强变化.数值结果表明梢涡在刚刚离开尾缘时结构呈非轴对称,由3个涡系构成,继续向下游发展后演变为轴对称结构.相比全湿流场,梢涡空化显著降低了梢涡涡强.DES模拟还给出了梢涡空化区的速度和压力脉动特性,为分析梢涡空泡噪声提供了基础性流场信息.
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分析了在壁面倾斜并且沿壁有温度变化的情况下幂律流体的混合对流边界层流动与传热规律。与经典的固体傅里叶导热定律不同,引入依赖于温度梯度的热导率模型,得到温度梯度幂律型非傅里叶导热定律,通过适当的无量纲方法以及相似变换,将物理问题的控制方程转化为数学上强非线性且耦合的常微分方程组,并推导出幂律流体的格拉晓夫数Grn和努塞尔数Nun的新形式。运用同伦分析方法得到速度场和温度场的近似解析解,同时结合图像详
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