在封闭水流槽道中央,上游布置一刚性方柱,下游弹性薄板的一端固定在方柱尾端,弹性薄板上端、下端和另一端自由。上游方柱绕流后在下游形成周期性扰动流场,进而诱发下游弹性薄板的连续振动。数值模拟结果表明,当周期性扰动流场与结构形成强烈的非线性耦合作用时,近壁区流动进一步受板扰动的影响,流动的边界条件发生改变,流场对称结构遭到破坏,形成不同尺度的涡旋流动,同时弹性薄板表现出非周期、非对称的耦合振动行为。

从流固耦合系统的整体控制方程出发，推导出与流体控制方程一致的耦合等价方程，并得到基于耦合方程的压力泊松方程，通过求解耦合系统压力泊松方程和一致的等价方程就能获得耦合系统的解，而不需要直接求解整体耦合系统的控制方程，有利于降低求解自由度。预估一校正多步迭代格式用于耦合系统的时间推进，克服了传统迭代耦合方法由于时间不同步而产生较大数值误差的不足。应用该方法对附带局部突起的主动脉弓动脉瘤进行流固耦合分析，验证数值方法的可行性。

在常规的翼型优化设计方法中,设计点处最优翼型的气动性能会在非设计点处有所恶化,因此有必要对翼型鲁棒性优化方法进行研究。提出一种基于卷积神经网络和多项式混沌方法的翼型鲁棒性设计方法,首先搭建基于卷积神经网络的气动力预测模型;其次采用多项式混沌方法对马赫数和攻角进行不确定度量化,构建翼型鲁棒性气动优化设计系统;最后对以RAE2822翼型为基准翼型的气动优化设计问题进行优化设计验证。结果表明本文提出的翼型鲁棒性设计方法可行,优化后翼型的气动性能和鲁棒性气动优化设计效率在较宽的设计范围内都有所提升。

应用不可压缩流体N—S控制方程和大涡模拟动态亚格子湍流模型，基于非结构网格和滑移网格技术，采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解，得到了某新型离心泵从进口到出口的全流道各过流部件的速度场和压力场分布，与k—ε模型计算结果比较表明，采用动态大涡模拟方法对离心泵内部流场预测更加精确、合理。

为了揭示流体-薄壁结构之间相互作用的机理,在4种不同的进口流动雷诺数下,采用3D-PIV流场测试系统和DH-5935N动态信号测试分析系统同步测试,分别得到方柱绕流后弹性薄板周围流场的时空演化特性和受激振动薄板的运动规律.实验结果表明,弹性薄板振动对流动雷诺数极其敏感,当周期性扰动流场与结构形成强烈的非线性耦合作用时,近壁区流动进一步受板扰动的影响,流动的边界条件发生改变,流场结构的对称性遭到破坏,受激振动板最终表现出非周期、非对称的耦合振动行为.