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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

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