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。

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。

在柱塞泵关键部位的强度稳定性实验中，为减少因多影响因素、多水平实验的实验次数。采用正交设计实验方案。

组合浸入边界和格子Boltzmann方法(IB-LBM)实现对复杂动边界问题的数值模拟。通过格子Boltzmann方法快速计算流场分布(采用D2Q9离散速度模型),通过隐式直接力浸入边界法处理流场边界问题。借助求解不可压缩N-S方程组的分步投影方法的思想,在时间上推进求解基于浸入边界法的耦合系统方程,从而实现对复杂动边界流动问题快速有效的求解。以雷诺数为100的圆柱绕流为基准算例,分别计算圆柱在不同旋转角速度下的升、阻力曲线和流场分布特性,并与其他文献的计算结果对比,验证了IB-LBM计算动边界流动问题的有效性。

针对平底锥阀和全锥锥阀在大行程时流动状况的不同,对平底锥阀采用传统液动力公式做液动力计算的可行性进行了研究.首先利用流场仿真技术得到阀内流场信息,根据锥阀底部压力分布,指出需采用包含整个阀芯锥面的控制体积的必要性.根据流体力学动量定理推导出了更加精确实用的液动力计算公式,并与试验数据进行比较.结果表明,计算公式适用于平底锥阀液动力的计算,且便于工程实际应用,为阀的特性研究和设计优化提供了理论依据。

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.