采用基于低色散、低耗散计算气动声学方法的LES技术计算分析了Mach 1.4和Mach 0.6三维开式方腔可压缩振荡流动及其诱导的强噪声环境。通过与已有实验和数值结果对比,证实了本文开发的LES计算程序的可靠性。深入分析LES空腔流计算结果,表明超声速来流条件下剪切层大尺度涡结构与空腔后缘撞击形成了声-流耦合自持振荡的声反馈环现象。同时,复杂非线性涡系运动导致超声速空腔流呈现出多个特征频率主导的压力脉动特性。当压缩效应减弱时,亚声速空腔流动的剪切层涡团与空腔后缘撞击形成与超声速情形基本一致的声-流共振现象,但压力脉动幅值显著减弱,且脉动频率减小。

针对旋流器在井下油水分离的应用过程中，壁面随螺杆泵旋转这一问题，本文基于大涡模拟（LES）方法对壁面旋转旋流分离器内部流场进行数值模拟，并通过LDV测试结果验证了模型的可靠性，得到了壁面旋转旋流分离器内部流场的分布规律。结果表明，正转时，外涡流区的切向速度逐渐增加，内涡流区切向速度增加不明显，轴向速度的变化梯度增大，反转时，影响趋势则正好相反。且旋转效应对不同轴向位置截面的影响并不相同，轴向速度有较明显的差异。