涡结构识别方法及相关机理的理论与数值研究

目录

声明

摘要

注释表

1．绪论

1．1选题背景和意义

1．2国内外研究概况

1．2．1涡的定义及识别

1．2．2流体边界层转捩

1．2．3激波与湍流边界层相互作用及其控制

1．3本论文的研究内容和主要工作

2．涡的识别方法及数学定义

2．1引言

2．2涡识别方法概述

2．2．1涡与涡量

2．2．2涡结构的识别

2．3 Ω涡识别方法的改进

2．3．2基于ε函数的Ω方法的优点

2．4涡的一种数学定义——Rortex

2．4．1涡的转动轴方向

2．4．2涡强度的大小

2．5本章小结

3．边界层转捩过程中涡量与涡结构的生成机理

3．1引言

3．2控制方程与直接数值模拟离散格式

3．2．1纳维斯托克斯方程

3．2．2六阶紧致差分格式

3．2．4 N-S方程的空间滤波

3．2．5 N-S方程的时间推进

3．3初始条件与边界条件

3．3．1流动初始条件

3．3．2入I=1边界条件

3．3．3出口及远场边界条件

3．3．4物面及展向侧边界条件

3．4几何模型建立与网格生成

3．4．1流场几何模型建立

3．4．2网格生成及收敛性

3．5涡结构识别及数值方法验证

3．5．1涡识别方法的应用

3．5．2直接数值模拟程序验证

3．6结果与讨论

3．6．1涡量与涡结构的对比

3．6．2边界层转捩中的涡量结构组成

3．6．3基于涡量输运方程的涡量结构的生成机理

3．6．4边界层转捩中涡结构的模态分解

3．7本章小结

4．边界层转捩中体积涡量与流体转动的相关性

4．1引言

4．2结果与讨论

4．2．1涡量与涡量守恒

4．2．2体积涡量

4．2．3体积涡量与体积(Ω)的相关性

4．3本章小结

5．激波与环形涡相互作用下的结构与频率特性

5．1引言

5．2控制方程与隐式大涡模拟离散格式

5．2．1修正方程分析

5．2．2通量矢量分裂格式

5．2．3带宽优化的五阶WENO格式

5．3初始条件与边界条件

5．4几何模型建立及网格生成

5．4．1流场几何模型建立

5．4．2网格生成及收敛性

5．5涡结构识别及数值方法验证

5．5．1基于ε函数的Ω方法的应用

5．5．2隐式大涡模拟程序验证

5．6结果与讨论

5．6．1 MVG尾涡结构与激波相互作用过程

5．6．2 MVG尾涡结构与激波相互作用的频率特性

5．7本章小结

6．结论与展望

6．1本文的主要结论和创新点

6．1．1本文的主要结论

6．1．2本文的创新点

6．2研究展望

致谢

参考文献

博士期间发表的论文及著作