本文利用SPH方法模拟了激破波的运动过程。通过该方法的无网格特性,可利用粒子分布图来描绘波浪的形态,并利用粒子的速度矢量图来描绘碎浪的变化。和实验的图片进行对比,发现SPH方法在波浪破碎问题上表现出良好的计算性能。随后利用波峰位置的演化来确定发生破碎的位置,得到的破碎位置处的参数也和经验公式比较接近。

为获得地效翼船更多的流场信息,采用数值计算方法,主要研究某型翼船在地效区内、外的纵向气动特性。全船攻角计算范围为?4?~12?,重点将计算结果通过曲线图、压力云图和流线图等方式进行数据可视化处理,直观展示地效翼船复杂的流场特征,并对翼船在有、无地效时的气动特性差异做定性分析。通过对比,数值计算与试验结果较符合,结果表明:地效翼船受地效影响显著,升阻比提高,且在一定攻角变化范围内,随着攻角的增大地面效应对地效翼船气动特性和空间流场的影响也增大。

本研究采用有限体积法,通过数值计算,模拟分析了行洪、蓄洪工程退洪、和分流洪水汇合的复杂流场分布,分析了洪闸附近的汇合流场结构,对比洪闸工程修建前、后的流场变化,提出流场分布特征和流速参数,重点分析汇合流场对蓄洪工程建筑物和附近大堤的影响,提出退洪区、分洪区附近的水力学指标,为洪闸布置、堤坝防护提供科学依据。

“水下风筝”是一种采用锚泊运动平台的海流发电系统,能够用较小尺度的发电装置平台在较低流速环境下发出较高的电能,其发电原理具有一定的先进性。同时“水下风筝”在工程化实现中也存在较高的技术难度,比如适用于水下大幅度高速运动的平台流体动力和结构设计、系留电缆的连接形式和强度、水下运行状态监测及维护等问题。鉴于以上技术问题,本文设计了一种“水下风筝”发电系统试验平台缩比模型,并开展了流体动力仿真及性能预估。初步获取的流体动力参数和运动性能显示,缩比模型能够在较低流速环境下按规划轨迹获取较高的运动速度,达到速度放大的效果。本试验平台缩比模型可为系统等比例样机研制奠定技术基础。

近年来,随着经济的发展,人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。其中风对建筑的影响是不可忽略的,尤其对大型建筑,如桥梁等大跨度结构。也由此建立了结构抗风的研究。本文经理论推导,得出在假设空气静止、结构振动时,空气对结构的作用与结构振动速度的平方成正比,比例系数为空气密度与阻力系数的乘积,即 。为了验证理论结论的正确性,本文设计了一项单摆实验测量其在摆动过程位移的衰减规律,借助MATLAB计算软件进行单摆运动的理论研究,绘制并对比规律曲线。通过对理论分析与实验对比,说明结构振动时的风载取值应当考虑时间因素,建议可按本文所推导公式选取荷载取值。本文的分析结果可为桥梁、大跨结构及高层等设计的风荷载取值提供参考。

针对转速对静压气体轴承的影响不可忽略,提出了对径向小孔节流气体静压轴承的静动态性能分析。通过求解非定常雷诺方程,建立线性扰动理论和迭代过程。数值计算了轴承在不同转速,气膜厚度以及供气压力工况下的承载性,动刚度和动阻尼。结果表明,轴颈旋转对轴承静动态性能有重要影响,小孔节流静压径向轴承的垂向主刚度和主阻尼对扰动转速有很大的依赖性。

高超声速风洞中,针对动态稳定性参数的特种试验通常采用模型尾支撑强迫振动的方式。采用三维非定常N-S方程开展动导数特种风洞试验尾支撑干扰数值模拟研究。空间方向的离散采用二阶精度的Roe格式,非定常流动求解采用“双时间步”方法的隐式LU-SGS格式。基于Etkin非定常气动力模型,采用小振幅强迫简谐分析法给出动态阻尼导数的数值计算方法。针对7?钝锥标模开展了三种不同支撑的数值模拟与试验对比研究。在标模验证的基础上,对比类X-51A动导数试验模型与真实飞行条件下的动态特性,开展尾支撑干扰对动导数的影响研究,获得尾支撑干扰带来的动导数变化量。

聚风型风筒的聚风效率与装置尺寸密切相关。本文基于数值仿真方法,结合实验验证,对不同尺寸的聚风装置的速度分布、压力分布等流场特性进行了研究,表明聚风装置的尺寸在低于某临界值时,聚风效率会随着装置尺寸的减小急剧下降;而高于该值时聚风效率变化缓慢。

对于二维浅水方程问题,本文在三角网格下,基于CBC (Convection Boundedness Criterion)准则采用有限体积法离散建立了新的高分辨率NVSF (Normalized Variable and Space Formulation)格式,NVSF格式是为解决NVF高分辨率格式在不规则区域的应用所提出的,文章通过一些典型算例的精确解与数值解的比较,表明新构造的数值格式具有二阶精度,并且与准确解有很好的逼近效果,能很好地抑制在间断解处的非物理震荡。

为了研究微节流孔对于空气静压轴承的节流性能的影响;本文利用CFD流体计算软件对微孔空气静压轴承的三维内部流场进行了数值模拟与计算分析;其中采用网格划分软件对轴承气膜网格进行划分,利用(Realizable K-ε)湍流计算模型分析气膜的流场特性;通过对微孔空气静压轴承的节流性能分析,研究了微孔空气静压轴承的节流孔直径对于轴承气膜内的压力及速度分布的影响,并给出了相应的对比结果;同时,将微孔空气静压轴承流场与传统节流孔空气静压轴承流场的不同区域的压力分布进行了对比,并分析了微孔节流与传统小孔节流流场之间的特点与区别。结果表明,在气膜承载面上,节流孔附近的压力降随着节流孔直径的增大,压力降呈先增大后减小的趋势;在节流孔中心线上压力随节流孔直径的增大,压力变化越不明显;微孔节流空气静压轴承与传统小孔空气静压...