基于边界层转捩直接数值模拟的湍流生成与维持机理研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 注释表 | 第14-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-26页 |
| 1.1 研究背景 | 第15-17页 |
| 1.2 边界层转捩 | 第17-23页 |
| 1.2.1 自然转捩 | 第18-19页 |
| 1.2.2 旁路转捩 | 第19页 |
| 1.2.3 拟序结构 | 第19-23页 |
| 1.2.4 存在的问题和研究目标 | 第23页 |
| 1.3 湍流转捩新理论 | 第23-24页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第24-26页 |
| 第二章 直接数值模拟数据库的建立 | 第26-46页 |
| 2.1 直接数值模拟概述 | 第26-27页 |
| 2.2 控制方程 | 第27-29页 |
| 2.3 离散格式 | 第29-32页 |
| 2.3.1 紧致差分格式 | 第29-30页 |
| 2.3.2 空间离散 | 第30-31页 |
| 2.3.3 高阶隐式滤波 | 第31-32页 |
| 2.3.4 时间推进格式 | 第32页 |
| 2.4 初始条件和边界条件 | 第32-38页 |
| 2.4.1 边界层基本流动 | 第33页 |
| 2.4.2 入口边界条件 | 第33-36页 |
| 2.4.3 出口及远场边界条件 | 第36-38页 |
| 2.5 网格生成 | 第38-39页 |
| 2.6 并行计算 | 第39-41页 |
| 2.7 数值结果及验证 | 第41-45页 |
| 2.7.1 网格收敛性 | 第42页 |
| 2.7.2 壁面摩擦系数 | 第42-43页 |
| 2.7.3 与实验比较 | 第43-44页 |
| 2.7.4 与他人直接数值模拟结果比较 | 第44-45页 |
| 2.8 本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 转捩过程中的涡系结构发展 | 第46-75页 |
| 3.1 转捩中的涡系结构研究概况 | 第46-48页 |
| 3.2 转捩过程中的重要现象 | 第48-53页 |
| 3.2.1 上喷和下扫 | 第48-51页 |
| 3.2.2 高低速条带结构 | 第51-52页 |
| 3.2.3 正负尖峰 | 第52-53页 |
| 3.3 发卡涡结构 | 第53-54页 |
| 3.3.1 单个发卡涡结构 | 第53-54页 |
| 3.3.2 发卡涡涡包结构 | 第54页 |
| 3.4 Λ 涡的形成和发展 | 第54-60页 |
| 3.5 发卡涡涡环的形成 | 第60-65页 |
| 3.5.1 低速区和剪切层的形成 | 第60-61页 |
| 3.5.2 强剪切层的不稳定性 | 第61页 |
| 3.5.3 环状涡的形成 | 第61-63页 |
| 3.5.4 涡包中一次环状涡的运动学描述 | 第63-65页 |
| 3.6 转捩过程中环状涡的结构 | 第65-68页 |
| 3.7 二层发卡涡结构的形成 | 第68-73页 |
| 3.7.1 正尖峰的产生 | 第69-71页 |
| 3.7.2 涡量上升及二层发卡涡涡腿的形成 | 第71-72页 |
| 3.7.3 低速区和二层发卡涡的形成 | 第72-73页 |
| 3.8 更多小尺度发卡涡的形成 | 第73页 |
| 3.9 流动无序化 | 第73-74页 |
| 3.10 本章小结 | 第74-75页 |
| 第四章 湍流猝发与间歇性 | 第75-83页 |
| 4.1 引言 | 第75-76页 |
| 4.2 湍流猝发与间歇性计算与实验数据对比 | 第76-82页 |
| 4.2.1 速度脉动 | 第76-77页 |
| 4.2.2 一个时间间歇性周期 | 第77-80页 |
| 4.2.3 雷诺应力和湍动能 | 第80-82页 |
| 4.2.4 壁面摩擦力 | 第82页 |
| 4.3 本章小结 | 第82-83页 |
| 第五章 边界层转捩过程中的体积涡量变化研究 | 第83-94页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 涡量动力学 | 第83-85页 |
| 5.2.1 亥姆霍兹第一定理 | 第83-85页 |
| 5.2.2 涡量输运方程 | 第85页 |
| 5.3 体积涡量 | 第85-86页 |
| 5.4 基于直接数值模拟数据库的分析 | 第86-88页 |
| 5.4.1 涡通量守恒 | 第87页 |
| 5.4.2 涡量的空间积分 | 第87-88页 |
| 5.5 转捩过程中的体积涡量和平均体积涡量变化 | 第88-93页 |
| 5.6 本章小结 | 第93-94页 |
| 第六章 涡量分解和涡识别方法 | 第94-112页 |
| 6.1 涡识别方法简介 | 第94-95页 |
| 6.2 涡量和涡 | 第95-99页 |
| 6.3 流体运动分解 | 第99-100页 |
| 6.4 涡系结构发展过程中旋转涡量的变化分析 | 第100-104页 |
| 6.4.1 涡量上升和强剪切层的形成 | 第100-103页 |
| 6.4.2 强剪切层和涡结构的产生 | 第103-104页 |
| 6.5 新的涡结构识别方法 | 第104-105页 |
| 6.6 新的涡结构识别方法的应用 | 第105-110页 |
| 6.6.1 边界层转捩 | 第105-108页 |
| 6.6.2 微型涡流发生器 | 第108-110页 |
| 6.6.3 RIT算例 | 第110页 |
| 6.7 本章小结 | 第110-112页 |
| 第七章 总结与展望 | 第112-114页 |
| 7.1 全文总结 | 第112页 |
| 7.2 本文的主要创新与贡献 | 第112-113页 |
| 7.3 后续工作的展望 | 第113-114页 |
| 参考文献 | 第114-126页 |
| 致谢 | 第126-127页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第127-128页 |
