【摘 要】
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本文通过建立一个三维数值波浪水槽，并采用大涡模拟技术，针对内波对双细长结构的作用力以及内波环境下两串列圆柱之间的相互扰动进行了数值模拟.同时考虑了不同内孤立波波幅(ηa)、不同柱中心间距(L)对作用力的影响.利用垂向平均涡量和压强梯度等值线图解释了柱间的扰动现象以及内波对圆柱的作用规律.在相同内波环境下，把计算结果与单柱情况进行了对比.研究结果表明：两柱之间的相互作用在上下层水体中都会发生，且当1
【机 构】
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水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,河海大学,江苏南京210098;水利水电工程学院,河海大学,江苏南京210098;水利与生态工程学院,南昌工程学院,江西南昌330099
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本文通过建立一个三维数值波浪水槽，并采用大涡模拟技术，针对内波对双细长结构的作用力以及内波环境下两串列圆柱之间的相互扰动进行了数值模拟.同时考虑了不同内孤立波波幅(ηa)、不同柱中心间距(L)对作用力的影响.利用垂向平均涡量和压强梯度等值线图解释了柱间的扰动现象以及内波对圆柱的作用规律.在相同内波环境下，把计算结果与单柱情况进行了对比.研究结果表明：两柱之间的相互作用在上下层水体中都会发生，且当1.5≤L/D＜3.5时，两柱之间会发生强烈的相互扰动现象；当3.5≤L/D＜5时，柱间扰动由强变弱；当L/D≥5时，柱间相互扰动逐渐消失.本文试图为分层流环境下双柱或多柱结构物的受力提供一定参考.
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为探讨尾迹与平板层流边界层干涉而导致的流动转捩现象,将方柱垂直来流平行放置在平板前缘上方(平板长度58D,方柱中心距平板5D,D为柱体边长),采用独立发展的大涡模拟程序对来流Ma=0.3,雷诺数ReD=3900条件下的流动进行了细致模拟.对结果的初步分析表明,计算实现了层流边界层在方柱尾迹非定常扰动下旁路转捩为湍流全过程的仿真,从20D开始,50D处结束,转捩区长度约30D.尾迹作用下,层流边界层
钝体与端壁连接位置所形成的角区流动(Junction flow)在流体力学领域广泛存在,其时空演化过程具有强三维性和强非定常性.为揭示柱体根部复杂角区流动的物理图像,运用独立发展的大涡模拟程序对一侧存在端壁边界层、高宽比h/d=8的方柱绕流进行了细致模拟.计算的来流马赫数Ma=0.5,雷诺数Red=12000,采用Rescaling-Reintroducing (R-R)方法生成端壁的进口湍流边界
前台阶或后台阶流动都是经典的分离流动，也是工程中的常见流动形态.为考察前/后台阶对平板湍流边界层发展的影响，本文采用大涡模拟方法对来流马赫数0.3条件下的平板、前台阶和后台阶流动进行了对比研究.三个算例的计算域尺寸一致，进口湍流边界层由Rescaling-Reintroducing (R-R)方法生成，保证具有相同的来流条件，前/后台阶的流向位置均设置在平板算例Reθ=1200处，台阶高度h=5θ
飞机座舱内空气循环系统是保障乘客舒适性、降低污染物扩散的重要环节，是民航客机重要考量设计之一。双向送风系统是一种典型的座舱内送风结构，会在座舱内的流动中出成了对扰动及其敏感的异宿轨道。针对座舱内流场进行的实验测量和数值模拟都表明，在出现双向送风速度或舱内几何物形不对称等扰动情况下，异宿轨道将被撕裂，拓扑结构将发生多模态的变化，甚至在座舱不同横截面间出现不同的拓扑模态，以及会出现不同模态间的切换，造
横流失稳是后掠流动中的典型失稳机制，存在定常涡与行进波两种失稳模态。在高空飞行环境中，自由流湍流度较低，定常涡模态主导转捩过程。边界层内的定常涡扰动先后经历线性及非线性增长阶段，非线性作用使扰动幅值达到饱和，但不能促发边界层的转捩。实验及理论研究发现，二次失稳过程是横流失稳导致边界层转捩的关键阶段。二维全局(bi-global)稳定性分析是研究横流二次失稳的主要理论方法。传统的理论分析框架建立在涡
工程实际遇到的三维边界层中，存在着一类边界层，其展向变化远大于流向变化，但又小于法向变化.如小攻角圆锥的绕流问题，见下图1.在背风面的附近存在流向涡，用LST方法预测扰动的增长率，与数值模拟比较，误差较大.对于小攻角组合体飞行器的扰动，在迎风面对称轴附近，用流动稳定性(LST)进行分析，可以发现，存在展向较窄的增长区，如图2.在迎风面对称轴附近用LST方法预测扰动的增长率与数值模拟比较的误差也较大
高超声速飞行器前体压缩面加装强制转捩装置是保证流动进入进气道前转捩为湍流的有效手段，不同的粗糙单元外形促进转捩的效果各有差异，其带来的额外阻力和热流增量也不同，因此在确定外形时需要权衡多方面因素.Berry[1]等对不同外形的边界层强制转捩装置(菱形、斜坡型和三角锥型等)进行了实验研究，最终选出了一种后掠斜坡型粗糙单元作为试飞采用的转捩装置.张明华等[2]的研究结果表明，对于斜坡型粗糙单元，几何参
本文利用可压缩多介质粘性流动和湍流大涡模拟程序MVFT-2D(Multi-viscous Flow and Turbulence)，有效地研究了初始非均匀流场密度为高斯分布，激波Ma=1.27情况下，高、低密度区中多组不同初始振幅组合扰动对双模态Richtmyer-Meshkov不稳定性发展的影响.数值模拟结果表明，处于非均匀流场低密度区的初始大振幅界面的扰动增长最快，高密度区的初始小振幅界面扰动
冲击波加速不同流体间带有预制初始扰动的密度间断界面会导致Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性发生，后期又诱发湍流混合。该问题在诸如惯性约束聚变、超音速燃烧、天体物理等领域有广泛应用，所以具有重要的研究价值。本文利用可压缩多介质粘性流动和湍流大涡模拟程序MVFT(multi-viscousflow and turbulence)，数值模拟研究了带有反射冲击的多模态RM不稳定性及其诱发