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基于隐式大涡模拟的通气局部空泡脱落旋涡特性研究
1
作者
刘涛涛
杨青峰
+2 位作者
邵耔超
范冬宁
黄彪
《北京理工大学学报》
北大核心
2025年第10期1064-1074,共11页
通气空泡作为一种易于实现和控制的水下减阻技术,已广泛应用于高速水下航行体的发展研制中.对于水下航行体,通气局部空泡展现出复杂的内部湍流流动与泄气特征.采用边界数据浸入法与两步投影法,并基于隐式大涡模拟对通气局部空泡进行了...
通气空泡作为一种易于实现和控制的水下减阻技术,已广泛应用于高速水下航行体的发展研制中.对于水下航行体,通气局部空泡展现出复杂的内部湍流流动与泄气特征.采用边界数据浸入法与两步投影法,并基于隐式大涡模拟对通气局部空泡进行了数值研究,并通过POD模态分析对通气局部空泡的脱落湍流结构进行研究.结果表明,通气局部空泡存在透明空泡区、气水混合区、脱落区以及尾涡区,其中存在复杂的环形涡形成、破碎以及脱落等过程,这些过程显著影响了通气局部空泡的发展过程.在POD模态分析中,主要模态的分布区域与环形涡的形成、破碎区域高度相关,进而表明通气局部空泡的泡沫状旋涡脱落是由于环形涡的发展演化引起的.
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关键词
通气局部空泡
航行体
隐式大涡模拟
空泡脱落
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职称材料
基于HDCS-E8T7格式的气动噪声数值模拟方法研究进展
被引量：
5
2
作者
姜屹
邓小刚
+1 位作者
毛枚良
刘化勇
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2014年第5期559-574,共16页
发展了气动噪声高精度数值模拟方法,空间导数离散采用了HDCS-E8T7格式及精度与之匹配的边界格式,时间离散方法采用了高精度多步龙格库塔方法和高精度隐式双时间步方法,发展了高精度对接边界算法,将方法推广至多块对接网格以满足解决复...
发展了气动噪声高精度数值模拟方法,空间导数离散采用了HDCS-E8T7格式及精度与之匹配的边界格式,时间离散方法采用了高精度多步龙格库塔方法和高精度隐式双时间步方法,发展了高精度对接边界算法,将方法推广至多块对接网格以满足解决复杂几何构型问题的需要,采用隐式大涡的概念处理可能出现的湍流问题。在此基础上,研究了几何守恒律对计算结果的影响,展示了复杂网格中高精度计算满足几何守恒律的重要性,完成了等熵涡、双圆柱散射、串列柱翼构型和喷嘴射流等典型噪声问题的求解,所得计算结果展示了所发展的模拟方法具有良好的预测精度和解决复杂构型气动噪声问题的潜力。
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关键词
混合型线性耗散紧致格
式
计算气动噪声
几何守恒律
隐式大涡模拟
复杂外形
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职称材料
3维水翼非定常云空化结构分析和侵蚀风险预估
3
作者
陈洋
杨朴
朱兵
《上海大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期436-449,共14页
空化是在流体设备中经常发生的现象,而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力,常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因,因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义.采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型,对...
空化是在流体设备中经常发生的现象,而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力,常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因,因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义.采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型,对不同空化数下的NACA00153维水翼进行了数值模拟,考察了空化流动结构的演化过程,并采用基于能量输运的侵蚀风险预估模型对空蚀风险区域进行了预估.主要结论如下:(1)基于局部流场修正的空化模型可更好地预测空化体积;隐式大涡模拟方法较好地捕捉到了多种形式的非定常空化流动结构.(2)空化数σ对云空化发生的程度、演化特征和溃灭位置的影响不同:当σ=1.19时,空化结构较为稳定,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.4倍的翼型弦长处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.6倍处;当σ=1.07时,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.5倍处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.7倍处;当σ=0.95时,空化结构演化剧烈,会出现多尺度腔体共同脱落现象,翼型表面附着腔体最大长度约在0.7倍处,而脱落腔体溃灭的位置在翼型尾缘附近.(3)基于能量输运的预估模型可用于预测因空化腔体发生溃灭引起的翼型表面发生侵蚀破坏的风险区域.
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关键词
云空化结构演化
空化模型
隐式大涡模拟
能量输运
侵蚀风险预估
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职称材料
题名
基于隐式大涡模拟的通气局部空泡脱落旋涡特性研究
1
作者
刘涛涛
杨青峰
邵耔超
范冬宁
黄彪
机构
北京理工大学机械与车辆学院
北京理工大学重庆创新中心
出处
《北京理工大学学报》
北大核心
2025年第10期1064-1074,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(U22B6010)
国家重点研发计划项目(2022YFB3303500)。
文摘
通气空泡作为一种易于实现和控制的水下减阻技术,已广泛应用于高速水下航行体的发展研制中.对于水下航行体,通气局部空泡展现出复杂的内部湍流流动与泄气特征.采用边界数据浸入法与两步投影法,并基于隐式大涡模拟对通气局部空泡进行了数值研究,并通过POD模态分析对通气局部空泡的脱落湍流结构进行研究.结果表明,通气局部空泡存在透明空泡区、气水混合区、脱落区以及尾涡区,其中存在复杂的环形涡形成、破碎以及脱落等过程,这些过程显著影响了通气局部空泡的发展过程.在POD模态分析中,主要模态的分布区域与环形涡的形成、破碎区域高度相关,进而表明通气局部空泡的泡沫状旋涡脱落是由于环形涡的发展演化引起的.
关键词
通气局部空泡
航行体
隐式大涡模拟
空泡脱落
Keywords
ventilated partial cavity
vehicle
implicit large eddy simulation
cavity shedding
分类号
O359 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于HDCS-E8T7格式的气动噪声数值模拟方法研究进展
被引量：
5
2
作者
姜屹
邓小刚
毛枚良
刘化勇
机构
中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力学研究所
国防科学技术大学
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2014年第5期559-574,共16页
基金
国家自然科学基金(11072259
11202226)
文摘
发展了气动噪声高精度数值模拟方法,空间导数离散采用了HDCS-E8T7格式及精度与之匹配的边界格式,时间离散方法采用了高精度多步龙格库塔方法和高精度隐式双时间步方法,发展了高精度对接边界算法,将方法推广至多块对接网格以满足解决复杂几何构型问题的需要,采用隐式大涡的概念处理可能出现的湍流问题。在此基础上,研究了几何守恒律对计算结果的影响,展示了复杂网格中高精度计算满足几何守恒律的重要性,完成了等熵涡、双圆柱散射、串列柱翼构型和喷嘴射流等典型噪声问题的求解,所得计算结果展示了所发展的模拟方法具有良好的预测精度和解决复杂构型气动噪声问题的潜力。
关键词
混合型线性耗散紧致格
式
计算气动噪声
几何守恒律
隐式大涡模拟
复杂外形
Keywords
hybrid linear compact dissipative scheme
computational aeroacoustic
geometric conserva-tion law
implicit large eddy simulation
complex geometry
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
3维水翼非定常云空化结构分析和侵蚀风险预估
3
作者
陈洋
杨朴
朱兵
机构
长江勘测规划设计研究有限责任公司
上海理工大学能源与动力工程学院
出处
《上海大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期436-449,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(91852117)
喷水推进技术重点实验室基金资助项目(6142223190203)。
文摘
空化是在流体设备中经常发生的现象,而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力,常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因,因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义.采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型,对不同空化数下的NACA00153维水翼进行了数值模拟,考察了空化流动结构的演化过程,并采用基于能量输运的侵蚀风险预估模型对空蚀风险区域进行了预估.主要结论如下:(1)基于局部流场修正的空化模型可更好地预测空化体积;隐式大涡模拟方法较好地捕捉到了多种形式的非定常空化流动结构.(2)空化数σ对云空化发生的程度、演化特征和溃灭位置的影响不同:当σ=1.19时,空化结构较为稳定,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.4倍的翼型弦长处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.6倍处;当σ=1.07时,翼型表面附着型腔体最大长度约在0.5倍处,而脱落腔体溃灭的位置约在0.7倍处;当σ=0.95时,空化结构演化剧烈,会出现多尺度腔体共同脱落现象,翼型表面附着腔体最大长度约在0.7倍处,而脱落腔体溃灭的位置在翼型尾缘附近.(3)基于能量输运的预估模型可用于预测因空化腔体发生溃灭引起的翼型表面发生侵蚀破坏的风险区域.
关键词
云空化结构演化
空化模型
隐式大涡模拟
能量输运
侵蚀风险预估
Keywords
evolution of cavity structure
cavitation model
implicit large eddy simula-tion
energy transportation
prediction of erosion risk area
分类号
O352 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于隐式大涡模拟的通气局部空泡脱落旋涡特性研究
刘涛涛
杨青峰
邵耔超
范冬宁
黄彪
《北京理工大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于HDCS-E8T7格式的气动噪声数值模拟方法研究进展
姜屹
邓小刚
毛枚良
刘化勇
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2014
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
3维水翼非定常云空化结构分析和侵蚀风险预估
陈洋
杨朴
朱兵
《上海大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
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条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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