一、基于泊松方程的二元翼型网格生成技术（论文文献综述）
郑师警[1]（2021）在《基于贴体网格的重力数据正反演方法研究》文中指出正反演问题一直以来就是重力勘探过程中最主要的研究内容之一,其中正演是反演的基础,反演是地质解释的重要依据。当前主流的反演方法是将反演空间基于水平地表进行剖分与反演计算。由于重力勘探中经过各项校正后所获得的布格重力异常是实际地形表面上的异常,因此,随着探勘精度的提高,迫切需要基于真地表地形的重力反演技术。利用常规八叉树结构对复杂地表地形进行拟合时会产生阶梯状边界,拟合程度较低,考虑将反演空间进行不规则网格剖分去拟合复杂地形,再进行反演计算的方法是目前研究的热点。本文探索研究了利用不规则贴体网格对真实地形进行剖分和基于不规则贴体网格的重力数据二三维正反演方法技术。不规则贴体网格是流体力学中常用的一种方法,利用场源附近场强度分布与场源形式和强度有关的性质,使用泊松方程来生成网格系统,将物理空间中不规则求解区域变换为计算空间中规则的矩形区域,通过调整方程右项来达到调整实际物理平面上曲线网格的形状及疏密程度的效果。本文研究内容主要概括为以下几点:一、针对起伏地形,研究了二三维空间贴体网格生成方法,利用重力正反演特征对求解稳定且适应性强的Hilgenstock方法进行了改进,可以将反演空间剖分为与起伏地形正交性良好且均匀分布的网格。模型试验表明,贴体网格能够在保证网格规模不变的前提下,实现对起伏边界的正交性控制,并且能够使网格均匀分布。二、针对二维空间,在研究了贴体网格生成方法的基础上,引入自适应网格技术,使最终生成的二维自适应贴体网格不仅能够控制与自由边界的正交性还能够根据物性梯度变化实现网格的自动加密分布。在此基础上,研究了基于多边形截面的重力正演公式,针对起伏地形,进行基于二维自适应贴体网格的重力数据反演研究。模型试验和实际数据都表明,在起伏地形下基于二维自适应贴体网格的反演方法能够在保证数据规模不变的情况下准确地刻画出地下地质体的赋存情况。三、针对三维空间,在研究了贴体网格生成方法的基础上,研究了基于长方体剖分的重力正演公式,针对起伏地形,深入研究基于贴体网格的重力数据三维物性约束反演算法。模型试验和实际数据都表明,在包含起伏地形信息的三维空间中,所构建的基于贴体网格的重力数据反演算法依旧能够在保证网格与自由边界正交性良好且数据规模不变的情况下较为准确地刻画出地下地质体的赋存情况。
程培斋[2]（2020）在《叶片安放角和叶片修圆对蜗壳式轴流泵作透平的性能影响研究》文中进行了进一步梳理泵反转作液力透平作为一种回收再利用液体余压能的设备,凭借其成本低、运行稳定和结构简单等优势广泛应用于流程工业,具有非常重要的经济价值和深远的社会意义。目前泵反转作液力透平的研究对象主要还是集中在离心泵上,而离心泵反转作透平只适用于高压头的场合,所以为了有效回收大流量、低压头的余压能,研究轴流泵反转作液力透平就具有重要意义。本文现将国内某企业生产的一台比转速为900的PLK XII型蜗壳式轴流泵作为研究对象,基于蜗壳式轴流泵的几何参数对其建立三维模型,采用非结构化网格离散计算域,并选用SST k-ω湍流模型与SIMPLEC耦合算法对其进行数值模拟计算。将泵及液力透平两种工况时的外特性和内部流动规律进行深入研究。获得主要以下研究成果:1.改变叶片安放角就意味着改变轴流泵的设计工况,可拓宽其运行区间。基于泵及透平的最优效率点,得到了不同叶片安放角下泵与液力透平的流量换算系数KQ、扬程换算系数KH、效率换算系数Kη和轴功率换算系数KP。根据计算结果得到,当叶片安放角为12°时,KQ=1.31、KH=1.22、Kη=0.92和KP=1.05;当叶片安放角为14°时,KQ=1.22、KH=1.68、Kη=0.94和KP=1.12;当叶片安放角为16°时,KQ=1.06、KH=1.86、Kη=0.97和KP=1.23。2.轴向力是影响泵作透平安全可靠运行的重要因素之一,在泵工况下泵轴强度显然是满足设计要求的,但是泵反转作透平运行时的压头要更大,所以对透平工况下的轴向力大小需要进行计算,以确保泵轴强度是依然满足要求的。该悬臂式轴流泵的轴向力主要来源于液体作用在叶片和轮毂上的力。基于叶片安放角为14°时的轴向力随流量变化规律,在一定流量范围内,泵工况总轴向力随流量的增大而减小,而透平工况的总轴向力随流量的增大而增大,在各自最优效率点下,透平工况的总轴向力是泵工况总轴向力的1.44倍。最后对透平工况下1.2QBEP的泵轴进行了校核,泵轴依然满足强度要求。3.对于泵工况,叶片的进口边已经做了修圆处理,但是当泵反转作液力透平以后,泵的出口变为液力透平的进口。现为了提升液力透平的性能,对透平工况叶片进口边作倒圆角处理,使得叶片进口边缘变薄变圆,以减小液流在叶片进口的碰撞损失。选择a、b、c和i这4个圆柱面处的翼型进行倒圆角处理,经数值计算得出,在透平工况的最优效率点时,效率、压头和轴功率分别提升了2.31%、2.55%和2.83%。
张以宁[3]（2020）在《介质阻挡放电等离子体放电过程数值模拟及气动激励特性研究》文中研究指明随着空气动力学领域的不断发展,被动流动控制技术逐渐难以克服当今气动设计工作中产生的巨大挑战,主动流动控制技术中的介质阻挡放电等离子体激励器因其独特的优势得到了广泛研究,其在飞行器的增升减阻、提升压气机稳定裕度、提高涡轮效率以及抑制附面层流动分离等方面具有广阔的发展前景。近年来,对等离子体放电过程的研究不断深入,数值模拟手段作为研究放电和流动过程的重要手段,在揭示放电机理和优化激励强度方面具有明显优势,因此进行等离子体放电过程数值模拟和气动激励特性的研究有着重要意义。本文采用漂移扩散近似的流体模型对等离子体放电过程进行了仿真,综合考虑了放电过程涉及的化学反应、电场迁移、粒子输运、动量传递等物理机理,得到了放电过程中各组分粒子以及电场分布等放电参数的时空变化特性以及激励诱导体积力分布情况。放电过程的数值仿真结果表明放电击穿形成了等离子体通道,该过程中电子数密度在极短的时间内快速升高并在高压电极附近积累,同时产生的带电粒子又电场分布的形态产生影响,这促进了等离子体通道沿介质表面向下游发展。通过对激励诱导体积力的分析,发现了等离子体放电过程不仅在水平方向产生诱导加速的体积力,而且在接地电极上方的鞘层区域存在向壁面方向作用的体积力效果。之后通过改变介质阻挡放电等离子体激励器的工作参数,分析了电极间距、绝缘板相对介电常数以及电压幅值对放电特性的影响,结果显示较小的电极间距使放电发展更加充分,诱导体积力分布向壁面靠近;较小绝缘板介电常数不利于放电沿介质表面发展,较大的介电常数会削弱电场强度影响激励体积力强度;更大的电压幅值会获得更高的放电强度且体积力分布靠近壁面。介质阻挡放电等离子体激励器在流动控制的作用机理以及诱导流动效果是当前研究的热点问题。本文通过等离子体放电模型对静止流场的诱导流动效果进行了数值研究,激励器诱导气体流动产生启动涡,并最终发展为射流。放电击穿过程中快速的能量释放导致局部气体温度迅速升高,从而产生一道不断衰减的压力波。最后对等离子体激励器施加于NACA 0015翼型不同弦长位置的流动分离抑制效果进行了探究,结果发现在翼型前缘以及中间位置施加激励时可以有效抑制分离的发生,并提高翼型的升力和失速迎角。
张文龙[4]（2020）在《真空电弧数值模拟仿真研究》文中研究说明从电弧镀膜到电推进系统,从汽车火花塞到核聚变装置,真空电弧在现代社会发展中扮演着重要的角色。然而真空电弧作为一种极端条件下发生的放电现象,不易从实验中观测其性质。为了克服这一难题,本文应用等离子体放电理论和数值模拟的方法,对真空电弧进行数值模拟仿真。近年来出现了对平行单元素电极进行数值模拟分析的方法,从而预测了特定装置的失效形式和使用寿命。然而随着电极结构和材料的发展,平行和单元素电极已不满足现代社会的需要。本课题通过前人的研究,进一步将真空电弧模拟推广到复杂边界、多元素粒子、三维的情况中。重点研究以上拓展功能中的模型构建和数值计算,并分析仿真结果总结出不同边界、电极元素构成对真空电弧现象的影响。为了实现上述功能,构建了真空电弧模拟框架。框架中使用的模拟方法为质点网格法附加直接蒙特卡洛方法,模拟流程中使用了有限差分法求解电磁场的泊松方程,并对复杂电极形状的边界电场求解提出有效的处理方案;充分考虑了粒子间的碰撞关系,应用了库仑碰撞和二元碰撞理论实现粒子碰撞过程;通过粒子发射方程建立了场致电子发射、热发射、二次电子发射和溅射等粒子发射模型,以及介绍了在粗糙表面发射区域的模型处理;介绍了真空电弧发生设备的等效电路构建方式,并分析了真空电弧对外电路的电流反馈。针对复杂边界问题,将交点网格技术和有限差分技术结合,在实现曲边界发射条件的基础上充分利用有限差分的简洁实用性。针对多元素电极下的真空电弧模拟过程,着重考虑了粒子发射中能量分配的问题。针对三维模拟问题,对三维空间直角坐标系发射区进行了研究,编写了三维求解程序并着重研究了几种不同发射区的粒子发射方法。对每一种功能都给出了模型和求解器的验证,以保证模型及算法的正确性。根据编写好的模拟程序,进行了电极设计创新,并对新型电极进行了真空电弧放电过程的模拟仿真。通过观测粒子运动的路径和粒子分布密度描绘出电弧形状,分析粒子运动趋势和电离率;通过统计粒子移除边界坐标和数量来分析电极表面破坏情况;通过记录不同时间的电荷移除量和电极之间电势差获得真空电弧伏安特性曲线,分析电弧的连续性和稳定性。根据计算出的结果,发现了不同的边界和电极材料对真空电弧放电过程中的粒子轨迹及密度、电荷和能量分布、电弧形成和熄灭过程都存在着一定的影响。
张学文[5]（2020）在《基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究》文中认为强、台风是人类面临的主要自然灾害之一,它给人类带来了巨大的财产损失与人员伤亡。中国的建筑物大多为低矮房屋,强、台风影响下这类房屋风损、风毁事故时有发生。风灾统计调查表明,这类建筑物的毁坏通常源于屋顶的破坏,常发生于屋面迎风边缘、屋面角部或屋脊周围。处于强风中的屋面承受着巨大的风压,当其超过建筑屋顶承载能力时,屋顶会被掀翻,进而诱发山墙的损坏甚至整个房屋的倒塌。因此,我们有必要采取有效的流动控制方法来降低建筑屋顶的风压。为了提高低矮房屋屋顶的抗风性能,本文将航空航天与流体机械等领域中的等离子体流动控制方法引入到结构风工程之中。结构风工程以往采用的流动控制方法都存在些许问题,比如控制系统本身很复杂,控制效果有限或者需要改变建筑结构外形等缺点。等离子体流动控制方法却不存在这些缺点,反而因其无运动部件,尺寸小,重量轻和响应时间快等优势而在其他领域受到广泛的关注。目前,该技术在建筑抗风领域的应用研究还基本处于空白。本文的等离子体流动控制方法是基于表面介质阻挡放电（Surface Dielectric Barrier Discharge,简称SDBD）等离子体激励器的流动控制技术。该技术是在低矮建筑屋顶的上下表面安装等离子体激励器的电极,在等离子体激励引起的体积力的作用下近屋面流体会产生定向移动,诱导出壁面射流,进而控制流场及风压。本文通过风洞试验与数值模拟方法系统研究了不同布置形式的等离子体激励器对低矮建筑屋面风压的控制作用,获得如下研究成果:（1）提出了等离子体激励器的实现手段,掌握了等离子体激励器的最佳制作材料与制造工艺,进而建立了低矮建筑等离子体流动控制的风洞测压试验方法。风洞测压试验表明,不同布置形式的多级SDBD等离子体激励器能够显着降低屋面中轴线上不同区域的平均、极大值和极小值风压系数绝对值,其中壁面射流方向由屋面后缘指向屋面前缘的激励器具有最佳控制效果。（2）提出了低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法,获得了施加激励后屋面中轴线的平均和极小值风压系数变化率,并且与实验结果进行了对比分析,验证了模拟方法的合理性,进而对屋面周围流场在施加激励前后的变化规律进行了研究,揭示了等离子体激励器对屋面流场结构和流动状态的影响特征和规律。（3）研究了等离子体激励器对低矮建筑屋面风压和流场的影响规律,具体地分析了低矮建筑竖向平均风压、竖向脉动风压的分布状态,风压的脉动功率谱,以及低矮建筑周围风的速度场、涡量场等物理量在施加激励前后的变化,进而揭示了等离子体激励对屋面风压的控制机理。（4）基于低矮建筑绕流场在等离子体流动控制下的大涡模拟方法,分析了屋面平均风压系数、脉动风压系数随主要影响因素（即等离子体激励器的布置形式、激励频率和激励电压以及来流风向角）改变时的变化规律与特征,并且拟合出了在各影响因素作用下屋面平均、脉动风压系数变化的经验公式,从而为等离子体流动控制方法在低矮建筑物上的应用建立了基础。
郭根苗[6]（2019）在《柴油机喷嘴内特殊流动现象的瞬态特性及对喷雾的影响》文中认为柴油机产业是推动一个国家经济增长、社会运行的重要装备基础,现代柴油机对燃油喷射系统性能提出了更高的要求——更高的喷油压力、更精确的喷油控制和更为可靠的系统设计。电控高压共轨燃油喷射系统相当于柴油机的“心脏”和“大脑”,对柴油机的高效低排放起着决定性的作用。中国是全球柴油机的主要市场和生产国家,但德国、美国和日本等企业占据了国内柴油机高压共轨系统市场的绝大部分份额,而国产高压共轨系统在性能、功能、质量及一致性上还存在一定的差距,因此高压共轨系统已成为我国亟待攻克的“卡脖子”核心技术之一。高压共轨系统中共轨喷油器喷嘴是联系上游燃油喷射和下游喷雾雾化的关键,其内部流动特性直接决定了燃油喷射系统关键评价指标——流量特性和喷雾特性,进而影响对喷雾过程控制的精准性、一致性和稳定性。柴油机在高压喷射过程中,共轨喷油器喷嘴内部除了存在常规的壁面片状空化现象以外,还存在云空化脱落、空气倒吸、残余气泡、旋涡诱导线状空化等特殊流动现象,当前国内外对后者的研究相对较少。本论文将透明喷嘴内流及喷雾可视化试验研究和空化两相湍流数值模拟方法相结合紧紧围绕柴油机高压共轨喷油器喷嘴内部所存在的这些特殊流动现象的瞬态特性开展研究,主要研究内容和创新性结论如下:（1）不同于空化流动研究中广为采用的各类基于空泡动力学的空化模型,均质弛豫空化模型基于热力学平衡原理提出,在高压喷射涉及燃油压缩性及燃油升温现象的空化模拟中将具有更大的应用潜力。本文在验证和分析该HRM模型用于喷嘴内空化流动模拟的适用性和准确性基础上,探讨了空化模型中空化相变率、燃油中初始不凝性气体含量、燃油压缩性和湍流模型等对喷嘴内空化流动模拟结果的影响。研究表明:空化相变质量传输率对稳定后的空化区域特征几乎没有影响,但对空化瞬态发展过程有影响;HRM模型用于喷嘴内部空化流动的模拟时,在保证数值求解稳定性的前提下应尽可能选用大的蒸发相变率及冷凝相变率系数;空化过程相变质量传输率较大时,不凝性气体对空化发展过程几乎没有影响;液体的压缩性会加快空化瞬态发展过程,也会增加空化发展至稳定状态后液相转化为蒸汽相的总质量;湍流LES大涡模拟方法更适用于对喷孔内气泡倒吸、云空化脱落、喷雾近场射流破碎雾化等瞬时现象的细微捕捉和研究。（2）在比例放大透明喷嘴内流及喷雾可视化试验台上研究了三种不同比例放大透明喷嘴内的片空化初生、超空化、水力回流等流态的比尺效应,并结合云空化脱落过程的LES大涡模拟分析了喷孔内云空化脱落与空气倒吸之间的关联性。研究得出,喷嘴内的空化流动具有比尺效应,空化流动的平均脱落频率随着喷嘴几何尺寸的增大而减小,但是表征空化脱落过程周期性的St数既与喷嘴几何尺寸无关,也与喷油压力无关。研究结果为基于比例放大透明喷嘴工况下的研究结果指导真实柴油机喷油器内流及下游喷雾特性提供了依据。（3）将柴油机真实尺寸量级的透明喷嘴内流及喷雾可视化试验与考虑针阀运动及针阀偏心的多孔喷嘴内空化瞬态流动的三维数值模拟相结合,针对实际喷油器喷嘴内所存在的旋涡诱导线空化瞬态特性开展研究。研究得出:相比较于单孔喷嘴,双孔喷嘴内线空化的出现频率、持续时间和强度都显着增强;针阀-喷孔型线空化主要产生于较低的针阀升程工况下,导致喷孔下游喷雾的锥角明显增大,而喷孔-喷孔型线空化主要出现在较高针阀升程下,且强度一般较弱、持续期较短;与几何诱导空化不同,线空化流动起源于旋涡流动核心区,并沿着旋涡发展,线空化强度依赖于当地旋涡核的涡量大小;对柴油机多孔喷嘴,针阀的偏心运动使得各喷孔内可能存在不同的燃油流动形态,针阀偏向侧的喷孔内倾向于单相流动,远离侧的喷孔内则会产生非常强烈的几何诱导空化,而介于这两个喷孔之间的喷孔内旋涡流动更为强烈,表现出强烈的线空化流动形态;旋涡诱导线空化可显着增加流动的湍动能。线空化瞬态流动特性的研究为多孔喷嘴喷油一致性的研究提供了理论指导,为旋涡诱导中空喷雾喷嘴的结构设计及优化提供了新思路。（4）在真实尺寸量级喷嘴内流及喷雾试验台上,采用渐缩锥度孔透明喷嘴研究了多次喷射策略下近场喷雾结构特性。研究表明:在相同工况下,柴油多次喷射过程中的近场喷雾结构呈多样性。根据“蘑菇头”结构和尾迹的差异,近场喷雾结构主要可分为单“蘑菇头”结构/尾迹、双“蘑菇头”结构/尾迹、单“蘑菇头”、无“蘑菇头”结构且无尾迹和无“蘑菇头”结构但有尾迹等五种类型。喷油压力强烈影响各类型近场喷雾结构的发生概率。（5）将真实尺寸量级喷嘴内流及喷雾可视化试验中所捕获的柴油喷射末期和启喷阶段喷嘴内残余气泡/柴油的形成和运动特征,与耦合喷嘴内流和近场射流喷雾的LES大涡模拟数值模拟结果相结合探究喷嘴内残余气泡/柴油的起源、近场喷雾结构循环变动的诱因。研究表明:喷嘴内残余气泡/柴油主要来源于柴油喷射初期和末期的倒吸现象;近场喷雾循环变动的起因是在喷射前喷嘴内残余气泡/柴油多样化的分布特性。研究结论为燃油多次喷射策略的优化和近场喷雾特性的精准预测和控制提供了理论依据和指导,也为先进喷油器的设计与优化提供了新方向。本论文将可视化试验手段和高精度数值模拟方法有效结合,针对柴油机高压共轨燃油喷射系统喷嘴内在高喷射压力、多次喷射策略下可能存在的各类特殊的流动现象及其对喷雾的影响开展系统而深入的研究。在HRM空化模型用于喷嘴内空化流动模拟适用性的探究、空化比尺效应、云空化脱落与空气倒吸的关联、喷孔内残余气泡对喷雾初始头部结构的影响机理、针阀运动及偏心对喷嘴内线空化流态的影响方面取得了诸多创新性研究结论,为实现高压共轨燃油喷射系统对燃油喷射和喷雾过程控制的精准性、一致性和稳定性提供了理论指导。
陈好[7]（2019）在《结冰粗糙度对旋翼气动特性影响的模拟研究》文中进行了进一步梳理桨叶结冰会严重破坏旋翼气动性能,降低直升机的操纵性和稳定性,严重威胁直升机飞行安全,开展旋翼结冰机理及旋翼防/除冰相关问题的研究,具有重要的理论意义和实际价值。旋翼结冰时,桨叶表面不断堆积冰层,因为冰颗粒分布不均匀,形成了结冰粗糙度。这种粗糙度微元不仅会在局部范围内影响有关气动系数,也会继续影响后续旋翼结冰特性。因此,研究结冰现象以及结冰粗糙度对旋翼气动特性的影响具有研究的必要性。鉴于此,针对旋翼结冰数值模拟和结冰粗糙度影响的相关问题,开展了考虑结冰粗糙度的旋翼结冰计算分析。主要的研究工作包括:第一章,阐述了直升机旋翼结冰以及结冰粗糙度有关问题的研究背景,综述了直升机CFD方法、旋翼结冰数值模拟方法国内外研究现状,指出了目前研究仍存在的不足之处,提出了本文的研究内容及对应的研究方法。第二章,在网格生成上,发展了一套适用于旋翼非定常流场数值模拟的结构运动嵌套网格系统;针对结冰粗糙度引起的桨叶外形变化,发展了基于弹簧网格的桨叶网格重构方法;基于所建立的结构运动嵌套网格,构建了一套考虑结冰粗糙度的翼型/旋翼非定常流场数值模拟方法,为旋翼结冰预测及结冰粗糙度对旋翼气动特性的影响提供高精度的空气流场信息。第三章,在构建翼型/旋翼结冰数值模拟方法中,本章节发展了基于欧拉法的旋翼桨叶结冰表面三维水滴撞击特性求解方法;建立了翼型/旋翼结冰热力学模型与结冰预测方法;在旋翼CFD流场计算方法的基础上,开展了典型状态下翼型和旋翼悬停状态的结冰计算。第四章,开展了旋翼结冰特性的分析研究。基于建立的适合旋翼运动结冰计算方法,开展了典型翼型及桨叶结冰计算工作;针对旋翼结冰的影响因素,选取悬停状态分析了温度以及平均水滴直径对旋翼结冰的影响。第五章,开展了结冰粗糙度对翼型/旋翼气动特性的影响分析研究。对典型状态下的带有结冰粗糙度的翼型进行气动特性计算工作;针对结冰粗糙度的不同参数,分析计入粗糙度的翼型气动特性的影响;针对悬停状态,对带有结冰粗糙度的典型旋翼进行了气动特性计算和简要分析;基于前文的研究内容开展了典型状态下的带有结冰粗糙度的翼型结冰特性计算和分析研究。第六章,总结及后续研究工作。对论文的研究工作进行了总结,指出论文的创新点和新颖的结论,并提出了下一步需要开展的研究工作展望。
陈涛[8]（2017）在《几何大变形非线性气动弹性数值方法研究》文中认为飞行器结构大变形会带来复杂的非线性气动弹性问题。一方面,几何大变形会显着地改变飞行器的气动特性,造成气动载荷的极端变化;另一方面,在变形过程中机翼的材料很容易超出强度极限。在实际工程问题中已经出现了由于非线性气动弹性效应引发的飞行器解体事故。因此,非线性气动弹性效应是新型无人飞行器设计中必须考虑的问题。目前,对于三维结构的大幅值运动非线性气动弹性问题还缺乏比较系统和深入的研究。几何大变形非线性气动弹性问题研究对于探索大柔性飞行器在颤振边界附近的气动力载荷、结构响应以及飞行力学稳定性有重要意义。几何大变形非线性气动弹性建模的难点主要涉及到三个方面:1)大变形引起的结构非线性;2)结构大变形引起的非定常气动力;3)结构非线性与非定常气动力之间的耦合。本文针对这三个问题,以三维平板结构为研究对象,建立非线性气动弹性时域仿真模型,对柔性飞行器非线性气动弹性行为特性进行探索。本文的研究内容、主要结论和创新点如下:1.研究了不同的结构几何非线性有限元求解方法模拟大幅值气动弹性响应的能力。以标准模型切尖三角翼为研究对象,对比了多变量实体壳单元与von Karmann非线性板单元、共旋壳单元以及ANSYS高阶实体单元在大幅值极限环振荡数值仿真中的差异,与实验结果的对比表明,本文采用的多变量实体壳有限元方法能够最为有效地消除由于结构大变形带来的锁住效应。2.研究了结构几何大变形引起的非定常气动力建模问题。对比了势流理论方法和计算流体力学方法在几何大变形非线性气动弹性数值仿真中的差异。计算发现,两种气动力建模方法得到的结构气动弹性响应趋势是基本一致的,但是基于CFD方法的仿真结果与实验值更加接近。另外,在悬臂板大幅值气动弹性数值仿真中,非定常涡格法计算的结构瞬态响应过程长于CFD方法的计算结果,传统上认为的非定常涡格法比计算流体力学方法计算效率更高的优势不再明显,造成这种现象的主要原因可能是非定常涡格法的气动阻尼特性弱于CFD方法。3.研究了几何大变形非线性气动弹性建模中的耦合策略问题。分别采用传统的松耦合算法、改进的松耦合算法和强耦合算法实现了结构求解器和气动力求解器之间的耦合。在悬臂板的气动弹性数值仿真中发现,对于小幅值的极限环振荡,改进的松耦合算法与强耦合算法的计算结果非常接近,而松耦合算法由于存在时间滞后效应,与强耦合算法的差异随着时间推移会逐渐增大。对于较大幅值的极限环振荡,不论是传统松耦合算法还是改进的松耦合算法,与强耦合算法的差别都是非常大的。另外,还发现在小展弦比结构的非线性气动弹性数值仿真中,当只有结构几何非线性效应占主导地位时,不同耦合策略的计算结果差别不是很大。当结构几何非线性与气动力非线性效应均较强时松耦合策略和改进的松耦合策略都会引起很大误差。4.研究了三维悬臂板的后颤振气动弹性特性。数值仿真发现,在达到颤振边界以后,结构首先发生一倍周期的极限环振荡,随着来流速度的增加,结构位移响应中的高频分量逐渐增强,极限环振荡由一倍周期运动逐渐变为三倍周期运动,在较大的来流速度下,结构响应呈现出混沌运动特征。另外,还研究了不同非线性因素的影响。首先,对于较大幅值的极限环振荡,结构几何非线性效应明显改变了结构的刚度特性,使得结构位移响应限制在某个幅值范围内。其次,翼尖涡引起的非定常气动力对结构响应也有较大影响,而且相比于尾涡,翼尖涡引起的气动力非线性效应更强。5.研究了悬臂板的大迎角非线性气动弹性特性。数值仿真发现,在较大的初始迎角情况下,结构响应可能存在准周期运动或混沌运动。在稳态响应过程中存在较强的结构几何非线性效应和气动力非线性效应。结构前缘涡受到翼尖涡的影响,在向后缘运动过程中逐渐向结构对称面方向移动,最终在背风面上形成一个涡环,这种涡环是气动力非线性的一个重要来源。
郑光鹏[9]（2016）在《双向耦合的微型柔性扑翼非定常气动特性研究》文中进行了进一步梳理扑翼飞行由于其优异的飞行性能和卓越的机动性,越来越成为国内外微小型飞行器的研究热点。同时,研究工作者们也越来越意识到扑翼的柔性结构变形对其气动特性的重要性,通过控制扑翼柔性产生适当变形来取得合理的气动性能对扑翼飞行器的设计非常有意义。因而这方面的研究也日益受到重视。昆虫的翅膀在空气中拍动时,受到翅膀表面的空气动力和翼的质量引起的惯性力的联合作用而发生柔性变形,而柔性变形自然会引起周围流场结构变化,从而影响到翼表面的空气压力的大小和分布,即改变了作用在翼上的气动力或力矩。为研究扑翼变形对空气动力特性的影响,本文采用一种双向流固耦合的方法----将改进的二阶精度浸入边界法求解流场和有限元分析法求解非线性仿生结构相结合的流固耦合方法。该方法对大形变引起的非线性问题非常适用。主要思路是通过求解不可压N-S方程和结构动力学方程来分析柔性扑翼流固耦合效应。利用浸入边界法去分析处理流场运动,迭代计算压力梯度;利用有限元分析去离散描述结构形变,逐步积分求解速度位移。建立一种基于交错迭代格式的强耦合方法去耦合流场控制方程和结构控制方程。双向流固耦合的实现是基于开源软件OpenFOAM的CFD求解器的二次开发与编译完成的。在验证数值模拟的准确性的基础上,建立柔性扑翼的结构模型与运动模型,采用自适应笛卡尔网格去划分,对柔性扑翼模型展开双向流固耦合的非定常数值模拟计算,分析扑翼在不同运动时刻的气动响应情况与结构形变变化。同时也数值分析扑翼的翼型厚度、扑动频率、扑动平面角和前飞速度对柔性扑翼气动特性的影响规律,为柔性扑翼飞行器的设计提供理论参考依据。结果表明,柔性扑翼的气动响应情况与其周期内的运动时刻和结构形变有密切的关系。在合理范围内,翼型越薄,会产生越大的柔性效应;提高扑动频率,增加扑动平面角会使扑翼获得更大的升力和推力;前飞速度越快,就需要产生越大的升力与推力去维持飞行稳定。
付强[10]（2013）在《二维翼型积冰生长过程的数值模拟计算》文中指出随着我国科学技术与国民经济的高速发展，飞机作为必要的交通工具进入了人们的生活，已经成为人们生活的一部分。飞机给人们带来方便、快捷和舒适的生活，也带来了一定的风险，飞行安全时刻敲醒警钟。其中，飞机结冰造成的飞行风险占据显着地位，已经成为危害飞行安全的头号因素。飞机在穿过云层飞行的过程中，当遇到结冰气象条件时，会在机体表面就会形成积冰。这些结冰云层里面存在着未冻结的液态小水滴，他们分布在云层里面，当飞机高速穿过结冰云层时，这些小水滴与飞机发生碰撞，打破了他们原来保持的稳定，部分液态小水滴就会瞬间变成细小的冰颗粒，附着在翼型表面上，使得飞机出现结冰现象。飞机结冰是伴随着蒸发、对流、摩擦、热传导、气动加热等一系列的质量和能量变化的复杂过程。本文介绍了与飞机结冰相关的一些基本概念，简要概括了结冰对飞机飞行性能和操纵性能等方面的影响。概括了飞机结冰现象的一些研究方法。应用Fluent软件求解二元翼型周围的绕流情况，应用求解偏微分方程的方法对二维翼型进行网格划分，利用翼型算例对流场的算法进行了验证。研究了水滴在流场中的运动情况，阐述了水滴冲击翼型的相关概念，特别分析了水滴撞击特性的影响因素，应用Lagrange法建立了水滴的运动方程，根据数值求解的方法（Runge-Kutta），得到了翼型上下表面水滴的撞击极限，进而得到水滴的运动轨迹。建立了二维翼型的Messinger结冰数学模型，根据假设建立并求解了翼型表面的质量平衡方程和能量守恒方程，考虑了结冰表面粗糙度对翼型结冰的影响，给出了翼型表面积冰形状的确定方法。最后对NACA0012翼型的三个结冰算例进行了数值模拟计算，将模拟的结果与实验给出的结果展开比较分析，结果基本符合实验结果中积冰生长趋势，证明了本文算法是有效的和可行的，同时，从对升力与阻力方面的影响出发，简要说明了翼型表面结冰后气动特性的改变。
二、基于泊松方程的二元翼型网格生成技术（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、基于泊松方程的二元翼型网格生成技术（论文提纲范文）
（1）基于贴体网格的重力数据正反演方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 重力数据正演研究现状 |
| 1.2.2 重力数据反演研究现状 |
| 1.2.3 起伏地形研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 主要成果与创新点 |
| 1.5 论文结构 |
| 2 网格生成方法 |
| 2.1 二维贴体网格 |
| 2.1.1 二维贴体网格理论 |
| 2.1.2 二维贴体网格剖分算例 |
| 2.2 三维贴体网格 |
| 2.2.1 三维贴体网格理论 |
| 2.2.2 三维贴体网格剖分算例 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 重力数据正反演方法理论 |
| 3.1 正演理论 |
| 3.2 物性约束反演理论 |
| 3.2.1 反演目标函数 |
| 3.2.2 常用模型约束 |
| 3.2.3 正则化处理及参数选择 |
| 3.3 常规模型反演算例 |
| 3.3.1 二维模型反演算例 |
| 3.3.2 三维模型反演算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于贴体网格的重力数据反演研究 |
| 4.1 起伏地形二维模型反演算例 |
| 4.1.1 单一长方形模型 |
| 4.1.2 组合长方形模型 |
| 4.1.3 倾斜板状体模型 |
| 4.2 起伏地形三维模型反演算例 |
| 4.2.1 单一长方体模型 |
| 4.2.2 组合长方体模型 |
| 4.2.3 倾斜块体模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 应用实例 |
| 5.1 研究区概况及异常分离 |
| 5.2 研究区重力数据反演 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论和建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（2）叶片安放角和叶片修圆对蜗壳式轴流泵作透平的性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 轴流泵概述 |
| 1.2.1 轴流泵的特点及分类 |
| 1.2.2 轴流泵的工作原理和工作特点 |
| 1.3 能量回收液力透平概述 |
| 1.3.1 能量回收液力透平的分类 |
| 1.3.2 能量回收液力透平的利用方式 |
| 1.4 泵反转作液力透平国内外研究现状 |
| 1.4.1 离心泵反转作液力透平的性能研究 |
| 1.4.2 轴流泵反转作液力透平的性能研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 蜗壳式轴流泵的CFD方法和建模 |
| 2.1 蜗壳式轴流泵的CFD方法 |
| 2.1.1 流动控制方程 |
| 2.1.2 流动控制方程离散化 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.2 数值计算模型 |
| 2.2.1 绘制三维模型 |
| 2.2.2 计算域的网格划分 |
| 2.2.3 网格无关性检查 |
| 2.2.4 边界条件设置 |
| 2.3 数值模拟精确性验证 |
| 2.3.1 能量性能预测方法 |
| 2.3.2 数值模拟的精确性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 叶片安放角对蜗壳式轴流泵作透平的性能影响 |
| 3.1 叶片安放角的调节 |
| 3.2 液力透平性能的数值预测 |
| 3.3 不同叶片安放角下液力透平的外特性 |
| 3.3.1 液力透平外特性分析 |
| 3.3.2 不同叶片安放角蜗壳式轴流泵反转作透平的换算系数 |
| 3.3.3 不同叶片安放角泵及透平工况的外特性对比 |
| 3.4 不同叶片安放角下液力透平的内流特性 |
| 3.4.1 叶轮进口流速均匀度分析 |
| 3.4.2 液力透平速度场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 蜗壳式轴流泵反转作透平的轴向力分析 |
| 4.1 轴向力的产生和分析 |
| 4.1.1 作用在叶轮上的轴向力 |
| 4.2 最高效率点时叶片工作面及背面静压的分布 |
| 4.2.1 泵工况叶片工作面及背面的静压分布 |
| 4.2.2 透平工况叶片工作面及背面的静压分布 |
| 4.3 蜗壳式轴流泵反转作透平轴向力的预测和分析 |
| 4.3.1 泵及透平轴向力数值模拟结果 |
| 4.3.2 液力透平轴向力分析 |
| 4.4 泵及透平工况总轴向力的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶片进口修圆对蜗壳式轴流泵作透平的性能影响 |
| 5.1 叶片进口修圆的问题提出 |
| 5.2 液力透平的叶片进口修圆方案设计 |
| 5.3 液力透平进口修圆的外特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 存在的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
（3）介质阻挡放电等离子体放电过程数值模拟及气动激励特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 介质阻挡放电等离子体流动技术 |
| 1.2.1 等离子体概述 |
| 1.2.2 介质阻挡放电等离子体激励器结构与特点 |
| 1.2.3 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.4 等离子体放电数值仿真模型 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 等离子体放电及流体模型介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等离子体放电模型 |
| 2.1.1 电子漂移扩散近似控制方程 |
| 2.1.2 重粒子组分控制方程 |
| 2.1.3 电场分布及体积力计算 |
| 2.1.4 等离子体化学动力学模型 |
| 2.1.5 求解Boltzmann两项近似方程确定放电参数 |
| 2.3 气体流动湍流模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 介质阻挡放电等离子体激励器模型求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 一维介质阻挡放电过程模拟及实验验证 |
| 3.2.1 空气环境简化化学动力学模型建立 |
| 3.2.2 几何模型及边界条件设置 |
| 3.2.3 结果验证 |
| 3.3 二维非对称介质阻挡放电激励器仿真 |
| 3.3.1 几何模型及边界条件设置 |
| 3.3.2 等离子体放电特性分析 |
| 3.3.3 等离子体气动激励特性分析 |
| 3.4 激励器因素对介质阻挡放电特性的影响 |
| 3.4.1 电极间距对对介质阻挡放电特性的影响 |
| 3.4.2 相对介电常数对介质阻挡放电特性的影响 |
| 3.4.3 电压幅值对介质阻挡放电特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 等离子体激励流场特性及流动分离控制效果 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子体放电诱导静止流场特性 |
| 4.2.1 物理模型及计算初边界条件 |
| 4.2.2 等离子体激励下的启动涡发展 |
| 4.2.3 等离子体激励下的射流发展 |
| 4.2.4 等离子体激励下的压力波发展 |
| 4.3 NACA0015翼型的流动分离抑制研究 |
| 4.3.1 模型及边界条件设置 |
| 4.3.2 等离子体放电激励抑制流动分离效果分析 |
| 4.3.3 NACA0015升力曲线及静压曲线分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）真空电弧数值模拟仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2.1 课题背景 |
| 1.2.2 研究的目的与意义 |
| 1.3 真空电弧数值模拟及其相关理论的发展概况 |
| 1.3.1 真空电弧的发现与应用 |
| 1.3.2 PIC-DSMC方法 |
| 1.3.3 真空电弧模拟仿真的发展 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 真空电弧的物理性质及数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 真空电弧的物理性质 |
| 2.2.1 电子发射 |
| 2.2.2 粒子运动 |
| 2.2.3 粒子碰撞 |
| 2.2.4 粒子二次发射 |
| 2.2.5 负载电路 |
| 2.3 PIC-DSMC数值模拟方法 |
| 2.3.1 泊松方程求解 |
| 2.3.2 粒子运动方法 |
| 2.3.3 碰撞方法 |
| 2.3.4 网格划分与稳定性假设 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 复杂边界的模拟方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平行电极模拟方法及不足 |
| 3.3 复杂电极形状的模拟方法 |
| 3.3.1 电势电场求解 |
| 3.3.2 粒子发射与移除 |
| 3.4 算例及分析检验 |
| 3.4.1 复杂边界电势求解验证 |
| 3.4.2 半球形电极粒子分布仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多元素粒子模拟方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单元素粒子模拟方法及不足 |
| 4.3 多元素粒子的模拟方法 |
| 4.3.1 电势电场求解 |
| 4.3.2 粒子碰撞 |
| 4.3.3 粒子发射 |
| 4.3.4 能量监控与电路反馈 |
| 4.4 算例及分析检验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维模型与新型电极真空电弧仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维模型模拟方法的不足 |
| 5.2.1 轴对称坐标系 |
| 5.2.2 直角坐标系 |
| 5.3 三维直角坐标系的数值模拟方法 |
| 5.3.1 电势电场求解 |
| 5.3.2 粒子碰撞 |
| 5.3.3 粒子移除与发射 |
| 5.4 三维无限大平行板电极真空放电模拟结果 |
| 5.5 铜铬合金半球形电极的真空放电过程 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 建筑结构风荷载的流动控制研究现状 |
| 1.2.1 被动流动控制 |
| 1.2.2 主动流动控制 |
| 1.3 等离子体流动控制的研究综述 |
| 1.3.1 国内外研究历史及现状 |
| 1.3.2 SDBD等离子体激励器的诱导流动特性 |
| 1.3.3 SDBD等离子体激励器的研究方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 等离子体激励器对低矮建筑屋面风压影响的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SDBD等离子体激励器 |
| 2.2.1 基本理论 |
| 2.2.2 制作方法与等离子体产生 |
| 2.3 低矮建筑风洞测压试验 |
| 2.3.1 风洞实验室简介 |
| 2.3.2 试验模型 |
| 2.3.3 多级SDBD等离子体激励器布置形式 |
| 2.3.4 测压孔布置情况 |
| 2.3.5 平均风速与湍流强度 |
| 2.3.6 数据处理方法 |
| 2.4 试验结果与分析 |
| 2.4.1 等离子体激励器诱导的壁面射流 |
| 2.4.2 平均风压系数及其变化率 |
| 2.4.3 极小值风压系数及其变化率 |
| 2.4.4 极大值风压系数及其变化率 |
| 2.4.5 各工况之间的比较 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 低矮建筑等离子体流动控制的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算流体动力学的基本理论 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 控制方程离散化 |
| 3.3 等离子体流动控制下低矮建筑风场的大涡模拟方法 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 等离子体激励器唯象模型 |
| 3.3.3 计算域和网格划分 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.3.5 求解策略 |
| 3.3.6 数据处理方法 |
| 3.4 模拟结果与分析 |
| 3.4.1 基准情况 |
| 3.4.2 实验与模拟之间风压系数变化率的比较 |
| 3.4.3 流场分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 基于等离子体激励的低矮建筑风压控制机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子体激励器对流体的作用机理 |
| 4.3 数值模拟方法 |
| 4.3.1 计算域与边界条件 |
| 4.3.2 风压监测点布置情况 |
| 4.3.3 求解策略 |
| 4.3.4 数据处理方法 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 无来流时等离子体激励器影响 |
| 4.4.2 有来流时等离子体激励器控制效果 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 基于等离子体激励的低矮建筑风压控制影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 编程中用到的数学原理 |
| 5.2.1 平面方程 |
| 5.2.2 旋转矩阵 |
| 5.3 数值模拟方法 |
| 5.3.1 计算域与网格划分 |
| 5.3.2 边界条件与求解策略 |
| 5.3.3 数值计算结果的验证 |
| 5.3.4 数据处理方法 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 激励频率影响 |
| 5.4.2 激励电压影响 |
| 5.4.3 来流风向角影响 |
| 5.4.4 布置形式影响 |
| 5.5 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文目录) |
| 附录 B(攻读博士学位期间所参与的科研项目) |
（6）柴油机喷嘴内特殊流动现象的瞬态特性及对喷雾的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柴油机喷嘴结构及内部流动现象 |
| 1.2.1 柴油机的燃油喷射系统 |
| 1.2.2 柴油机的喷嘴结构 |
| 1.2.3 柴油机喷嘴内的空化流动与喷雾 |
| 1.2.4 柴油机喷嘴内的特殊流动现象 |
| 1.3 柴油机喷嘴内流动特性的国内外研究现状 |
| 1.3.1 柴油机喷嘴内部流动的研究方法 |
| 1.3.2 柴油机喷嘴内部流动的研究现状 |
| 1.3.3 柴油机喷嘴内空化效应的研究现状 |
| 1.4 当前存在的主要问题 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 1.5.1 本论文的研究方法和思路 |
| 1.5.2 本论文的研究内容 |
| 第二章 柴油机喷嘴内流及喷雾数值模拟方法 |
| 2.1 空化流动的基本控制方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 能量守恒方程 |
| 2.2 空化流动的表征参数 |
| 2.2.1 无量纲参数的描述 |
| 2.2.2 旋涡结构的判据 |
| 2.2.3 气相体积分数的计算 |
| 2.3 空化流动的物理数学模型 |
| 2.3.1 湍流模型 |
| 2.3.2 壁面模型 |
| 2.3.3 多相流模型 |
| 2.3.4 空化模型 |
| 2.4 喷雾雾化破碎模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柴油机喷嘴内空化流动数值计算模型的研究 |
| 3.1 几何模型和数值计算模型 |
| 3.1.1 几何模型 |
| 3.1.2 数值计算模型 |
| 3.2 数值计算模型的验证 |
| 3.2.1 基于2-D喷嘴验证数值计算模型 |
| 3.2.2 基于3-D喷嘴验证数值计算模型 |
| 3.3 空化相变率对喷嘴内空化相变过程及流动计算的影响 |
| 3.4 初始不凝性气体对喷嘴内空化相变过程及流动计算的影响 |
| 3.5 燃油压缩性对喷嘴内空化相变过程及流动计算的影响 |
| 3.6 湍流模型对喷嘴内空化湍流流动计算的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 柴油机喷嘴内空化流动比例相似性及云空化脱落现象研究 |
| 4.1 柴油机比例放大透明喷嘴内流及喷雾试验台 |
| 4.1.1 试验台的工作原理 |
| 4.1.2 试验台的数据采集系统 |
| 4.1.3 喷雾宏观形态的定义 |
| 4.2 可视化试验方案 |
| 4.2.1 试验喷嘴几何结构 |
| 4.2.2 试验燃油物性 |
| 4.2.3 无量纲St数的定义 |
| 4.3 柴油机喷嘴内空化流动的比例相似性 |
| 4.4 不同比例放大喷嘴内云空化脱落现象 |
| 4.4.1 云空化脱落现象的可视化试验研究 |
| 4.4.2 云空化脱落现象的数值模拟研究 |
| 4.5 喷射压力对喷嘴内空气倒吸现象的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 柴油机喷嘴内旋涡诱导线空化流动特性研究 |
| 5.1 柴油机真实尺寸量级喷嘴内流及喷雾可视化试验台 |
| 5.2 可视化试验方案 |
| 5.2.1 试验喷嘴的几何结构 |
| 5.2.2 试验方案 |
| 5.3 喷嘴各喷孔内流动变动特性的可视化试验研究 |
| 5.3.1 双孔喷嘴内残余气泡及初始喷雾形态 |
| 5.3.2 双孔与单孔喷嘴内的线空化流动特性 |
| 5.4 喷嘴内线空化流动的数值模拟验证 |
| 5.4.1 数值计算模型 |
| 5.4.2 喷嘴几何模型与燃油物性 |
| 5.4.3 计算域及网格 |
| 5.4.4 数值模拟结果的网格无关性分析 |
| 5.4.5 喷嘴内线空化数值模拟结果的试验验证 |
| 5.5 线空化起源与发展特性的分析 |
| 5.6 多孔喷嘴内针阀偏心对线空化流动特性的影响研究 |
| 5.6.1 多孔喷嘴的几何结构 |
| 5.6.2 多孔喷嘴内针阀的运动规律 |
| 5.6.3 多孔喷嘴的数值模拟方案及燃油物性 |
| 5.6.4 针阀开启与关闭阶段的喷嘴各喷孔内的流动特性 |
| 5.6.5 燃油喷射过程中各喷孔内的空化流动特性 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 柴油机多次喷射喷孔内残余气泡对喷雾变动的影响 |
| 6.1 可视化试验方案 |
| 6.1.1 试验喷嘴 |
| 6.1.2 试验方案 |
| 6.2 多次喷射下喷雾的循环变动特性 |
| 6.2.1 喷油初始阶段的近场喷雾结构 |
| 6.2.2 喷油末期阶段的燃油流动特性 |
| 6.2.3 喷油过程中喷雾锥角的变化特性 |
| 6.3 喷嘴内流及喷雾的瞬态特性 |
| 6.3.1 喷嘴内残余气泡及线空化的发展特性 |
| 6.3.2 喷嘴内线空化与喷雾锥角间的关系 |
| 6.4 喷嘴内残余气泡的形成及运动机理 |
| 6.4.1 残余气泡在燃油启喷阶段的运动特性 |
| 6.4.2 残余气泡在燃油喷射末期的形成机理 |
| 6.5 残余气泡对近场喷雾结构的影响 |
| 6.5.1 多次喷射下喷嘴近场喷雾结构的变动 |
| 6.5.2 喷油压力对各类近场喷雾结构的影响 |
| 6.6 喷嘴内残余气泡对近场喷雾影响的模拟研究 |
| 6.6.1 数值模拟方法 |
| 6.6.2 数值模型的验证 |
| 6.6.3 空化流动对近场喷雾特性的影响 |
| 6.6.4 各类近场喷雾结构的形成原因 |
| 6.6.5 残余气泡与初始燃油间的相互作用机理 |
| 6.6.6 喷油压力对残余气泡运动的影响分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（7）结冰粗糙度对旋翼气动特性影响的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 飞机及旋翼结冰数值计算方法的进展 |
| 1.2.2 结冰表面粗糙度相关问题的研究现状 |
| 1.3 本文的解决方案及主要研究工作 |
| 第二章 网格生成与流场计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 翼型网格生成方法及粗糙度生成策略 |
| 2.2.1 翼型网格生成控制方程 |
| 2.2.2 网格质量源项修正方法 |
| 2.2.3 粗糙度生成策略 |
| 2.3 桨叶参数化网格生成方法 |
| 2.4 运动嵌套网格方法 |
| 2.5 旋翼流场计算方法 |
| 2.5.1 流场控制方程 |
| 2.5.2 湍流模型 |
| 2.5.3 高精度空间离散方法 |
| 2.5.4 时间离散方法 |
| 2.5.5 边界条件 |
| 2.6 算例验证及对比 |
| 2.6.1 翼型试验状态算例验证 |
| 2.6.2 模拟结冰翼型的修改后NACA23012 翼型试验状态算例验证 |
| 2.6.3 悬停状态下旋翼算例验证 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 结冰旋翼的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水滴撞击计算方法 |
| 3.2.1 水滴流场控制方程 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 局部收集系数求解 |
| 3.3 结冰计算模型 |
| 3.3.1 质量及能量守恒方程 |
| 3.3.2 冻结系数的计算 |
| 3.3.3 各项热流的计算 |
| 3.3.4 对流换热系数的计算 |
| 3.3.5 结冰模型的求解流程 |
| 3.4 算例验证 |
| 3.4.1 二维翼型水滴撞击特性计算 |
| 3.4.2 二维翼型结冰特性计算 |
| 3.4.3 旋翼三维结冰预测方法计算结果 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 结冰对翼型/旋翼气动特性的影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋翼结冰特性研究 |
| 4.3 结冰对翼型气动特性的影响 |
| 4.4 悬停状态下结冰对旋翼气动特性的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结冰粗糙度对翼型/旋翼气动特性的影响分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 粗糙度的不同设置 |
| 5.3 带有结冰粗糙度的翼型气动特性影响分析 |
| 5.4 结冰粗糙度对翼型气动特性的参数影响分析 |
| 5.4.1 粗糙度微元尺寸影响 |
| 5.4.2 粗糙度微元位置影响 |
| 5.4.3 多个粗糙度微元的影响 |
| 5.5 结冰粗糙度对旋翼桨叶气动特性分析 |
| 5.6 结冰粗糙度对翼型结冰计算的影响分析 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究工作总结 |
| 6.2 本文的特色及创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
（8）几何大变形非线性气动弹性数值方法研究（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 几何大变形非线性气动弹性问题研究进展 |
| 1.2.1 非线性气动弹性现象及机理 |
| 1.2.2 几何大变形非线性气动弹性建模方法 |
| 1.3 目前存在的主要问题 |
| 1.3.1 结构几何非线性建模 |
| 1.3.2 非定常气动力建模 |
| 1.3.3 耦合算法 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 结构几何非线性有限元建模方法 |
| 2.1 变分原理 |
| 2.1.1 最小势能原理 |
| 2.1.2 最小余能原理 |
| 2.1.3 Hu-Washizu变分原理 |
| 2.2 非线性有限元求解方法 |
| 2.2.1 Newton法 |
| 2.2.2 增量方法 |
| 2.3 实体壳单元 |
| 2.4 多变量有限元方法算例验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 几何大变形引起的非定常气动力建模方法 |
| 3.1 非定常涡格法 |
| 3.2 不可压缩计算流体力学方法 |
| 3.2.1 不可压缩CFD方法空间离散格式 |
| 3.2.2 不可压缩CFD方法时间离散格式 |
| 3.2.3 初始条件 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.3 可压缩计算流体力学方法 |
| 3.3.1 可压缩CFD方法空间离散格式 |
| 3.3.2 可压缩CFD方法时间离散格式 |
| 3.3.3 定解条件 |
| 3.4 湍流模型 |
| 3.4.1 Spalart-Allmaras湍流模型 |
| 3.4.2 k-ω sst湍流模型 |
| 3.4.3 湍流模型方程数值求解方法 |
| 3.4.4 湍流模型求解的边界条件 |
| 3.4.5 壁面距离计算方法 |
| 3.5 非定常气动力求解方法验证 |
| 3.5.1 非定常涡格法验证 |
| 3.5.2 不可压缩CFD方法验证 |
| 3.5.3 可压缩CFD方法验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 非线性气动弹性耦合建模方法 |
| 4.1 结构/流体求解器耦合策略 |
| 4.1.1 全耦合算法 |
| 4.1.2 强耦合算法 |
| 4.1.3 松耦合算法 |
| 4.1.4 改进的松耦合算法 |
| 4.2 气动力插值方法 |
| 4.3 动网格方法 |
| 4.3.1 无限插值法 |
| 4.3.2 径向基函数插值法 |
| 4.3.3 TFI和RBF动网格插值结果比较 |
| 4.4 非线性气动弹性模型及验证 |
| 4.4.1 基于非定常涡格法的气动弹性模型验证 |
| 4.4.2 基于不可压缩CFD方法的气动弹性模型验证 |
| 4.4.3 基于可压缩CFD方法的气动弹性模型验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 悬臂板非线性气动弹性特性数值仿真 |
| 5.1 悬臂板后颤振响应分析 |
| 5.1.1 基于势流理论方法的数值仿真 |
| 5.1.2 基于计算流力学方法的数值仿真 |
| 5.2 悬臂板大迎角非线性气动弹性特性分析 |
| 5.2.1 1 °初始迎角计算结果 |
| 5.2.2 5 °初始迎角计算结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）双向耦合的微型柔性扑翼非定常气动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 扑翼飞行的国内外研究现状 |
| 1.2.1 昆虫柔性翼高升力机制研究 |
| 1.2.2 扑翼MAV发展情况 |
| 1.3 气动弹性效应 |
| 1.4 双向流固耦合分析方法 |
| 1.4.1 流固耦合研究方法 |
| 1.4.2 双向流固耦合的分析方法 |
| 1.4.3 流固耦合研究难点 |
| 1.5 本文研究主要内容 |
| 第二章 基于改进浸入边界法的流固耦合分析法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 数值方法 |
| 2.2.1 浸入边界法处理流体运动 |
| 2.2.2 有限元法处理固体结构 |
| 2.2.3 流固耦合及数据交换 |
| 2.3 自适应笛卡尔网格离散 |
| 2.3.1 笛卡尔网格应用 |
| 2.3.2 网格自适应加密 |
| 2.4 Fluid Structure Interaction(FSI)求解器编码实现 |
| 2.5 算例验证 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 双向流固耦合方法下扑翼气动特性的数值模拟 |
| 3.1 柔性扑翼结构模型 |
| 3.1.1 结构参数分析 |
| 3.1.2 扑翼结构模型简化 |
| 3.2 柔性扑翼运动方式 |
| 3.3 仿真参数设定 |
| 3.4 气动力系数 |
| 3.5 气动特性 |
| 3.5.1 不同运动时刻气动特性分析 |
| 3.5.2 扑动周期内气动特性规律 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 不同参数下柔性扑翼气动响应规律 |
| 4.1 翼型厚度对气动特性的影响 |
| 4.2 扑动频率对气动特性的影响 |
| 4.3 扑动平面角对气动特性的影响 |
| 4.4 前飞速度对气动特性的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作成果 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（10）二维翼型积冰生长过程的数值模拟计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 综述 |
| 1.1.2 结冰对飞机性能的影响 |
| 1.2 飞机结冰相关要素介绍 |
| 1.2.1 飞机结冰的条件和影响因素 |
| 1.2.2 飞机结冰的冰型 |
| 1.3 国内外发展现状 |
| 1.3.1 飞机结冰的研究方法 |
| 1.3.2 国内外发展状况及进展 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 FLUENT 计算翼型流场 |
| 2.1 FLUENT 软件包简介 |
| 2.1.1 Fluent 软件包的组成 |
| 2.1.2 采用 Fluent 求解器进行有限体积法计算 |
| 2.1.3 Fluent 一般求解过程 |
| 2.2 二维翼型网格划分 |
| 2.2.1 二维翼型网格基本类型和要求 |
| 2.2.2 求解偏微分方程的网格划分方法 |
| 2.3 湍流模型介绍 |
| 2.4 算例验证流场算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 水滴运动轨迹的研究 |
| 3.1 水滴撞击特性的相关概念 |
| 3.1.1 水滴撞击特性的相关定义 |
| 3.1.2 牛顿迭代法计算水滴撞击极限 |
| 3.1.3 单元局部水收集系数的计算定 |
| 3.2 水滴撞击特性的影响因素 |
| 3.2.1 飞机飞行速度的影响 |
| 3.2.2 不同翼型弦长的影响 |
| 3.2.3 水滴直径的影响 |
| 3.4 水滴运动轨迹方程 |
| 3.4.1 水滴运动轨迹方程的假设条件 |
| 3.4.2 水滴运动方程的建立 |
| 3.4.3 水滴所属四边形网格的确定 |
| 3.4.4 水滴所在单元流场速度、密度和温度的计算 |
| 3.4.5 水滴与翼型表面撞击的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 二维翼型结冰的数学模型 |
| 4.1 一维翼型结冰模型的建立 |
| 4.1.1 模型建立的假设条件和求解 |
| 4.2 二维翼型结冰数学模型的建立 |
| 4.2.1 模型建立的相关假设和控制体的定义 |
| 4.2.2 翼型结冰表面的质量平衡方程和能量守恒方程 |
| 4.3 边界层特征计算 |
| 4.3.1 层流和湍流转捩位置的确定 |
| 4.3.2 边界层积分思想求解对流换热系数 |
| 4.3.3 翼型积冰表面粗糙度的描述 |
| 4.3.4 二维翼型结冰模型的求解 |
| 4.3.5 二维翼型表面结冰形状的确定 |
| 4.4 二维翼型结冰的算例 |
| 4.4.1 算例一 |
| 4.4.2 算例二 |
| 4.4.3 算例三 |
| 4.4.4 结冰对飞机翼型气动特性影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、基于泊松方程的二元翼型网格生成技术（论文参考文献）
- [1]基于贴体网格的重力数据正反演方法研究[D]. 郑师警. 中国地质大学(北京), 2021
- [2]叶片安放角和叶片修圆对蜗壳式轴流泵作透平的性能影响研究[D]. 程培斋. 兰州理工大学, 2020(01)
- [3]介质阻挡放电等离子体放电过程数值模拟及气动激励特性研究[D]. 张以宁. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]真空电弧数值模拟仿真研究[D]. 张文龙. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]基于等离子体激励的低矮建筑表面风压控制方法研究[D]. 张学文. 湖南大学, 2020
- [6]柴油机喷嘴内特殊流动现象的瞬态特性及对喷雾的影响[D]. 郭根苗. 江苏大学, 2019(05)
- [7]结冰粗糙度对旋翼气动特性影响的模拟研究[D]. 陈好. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [8]几何大变形非线性气动弹性数值方法研究[D]. 陈涛. 西北工业大学, 2017(01)
- [9]双向耦合的微型柔性扑翼非定常气动特性研究[D]. 郑光鹏. 北京理工大学, 2016(03)
- [10]二维翼型积冰生长过程的数值模拟计算[D]. 付强. 哈尔滨工程大学, 2013(06)