《可壓縮湍流模擬及其剪下、脹壓和熱力學過程的研究》是依託中國科學技術大學，由陸夕雲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可壓縮湍流模擬及其剪下、脹壓和熱力學過程的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陸夕雲
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
湍流、激波和旋渦分離流等共存的可壓縮複雜流動，尤其是高馬赫數可壓縮湍流，這是流體力學領域重要的基礎問題，也是航空航天發展的關鍵科學問題。本項目擬通過剪下、脹壓和熱力學基本物理過程的非線性耦合作用的理論分析，以及湍流模擬的大規模計算相結合的研究手段，通過研究旨在建立合理的可壓縮湍流方法及其亞格線應力模型，實現可靠的可壓縮複雜湍流的大渦模擬，揭示複雜的湍流機理和流動物理規律。研究內容主要包括：開展可壓縮複雜湍流的剪下、脹壓和熱力學過程的耦合分析和相關的湍流物理分析；發展和建立合理的可壓縮湍流大渦模擬方法和亞格線應力模型；發展模擬可壓縮複雜湍流尤其是高馬赫數湍流的計算方法；系統地開展湍流、激波和旋渦分離流等共存的可壓縮流動特性研究，探討可壓縮湍流複雜的物理機制和流動機理。該項目是關於可壓縮湍流研究的前沿性課題，研究成果將為航空航天設計中突破關鍵湍流瓶頸問題提供理論依據和技術支撐。
結題摘要
本項目通過剪下、脹壓和熱力學基本物理過程的非線性耦合作用的分析和湍流模擬相結合的研究手段，旨在建立合理的可壓縮湍流方法及其亞格線應力模型，實現可靠的可壓縮湍流的大渦模擬，揭示複雜的湍流機理和流動物理規律。研究內容主要包括：開展模擬湍流、激波和旋渦分離流等共存的可壓縮流動的計算方法和可壓縮湍流的大渦模擬研究；開展可壓縮複雜湍流的剪下、脹壓和熱力學基本物理過程的耦合分析和相關的湍流物理分析；發展合理的可壓縮湍流大渦模擬亞格線應力模型，開展湍流、激波和旋渦分離流共存的可壓縮湍流特性研究。該項目是關於可壓縮湍流研究的前沿性課題，研究成果將為航空航天設計中突破關鍵湍流瓶頸問題提供理論依據。本項目已按照研究計畫圓滿地完成了研究計畫書中的內容。在本報告中，項目研究工作的主要進展和所取得的成果包括如下幾個方面：超聲速來流中橫向脈衝射流的流動特性，同軸射流的流場結構和激波嘯叫特性，同軸射流在內外射流不同壓比情況下的流動特性，V形鈍化前緣非定常流動和激波干擾特性，超聲速直管道中激波串和湍流相互作用特性，周期背壓超聲速直管道湍流流動特性，湍流混合層中湍流/非湍流界面處的流動拓撲及其演化，具有流動非局部效應的可壓縮湍流亞格子應力模型。相關研究成果已在 J. Fluid Mech.、Phys. Fluids 和 J. Turbul. 等重要學術期刊發表論文11篇，以及國際學術會議9篇，其中邀請報告3次。在本項目執行過程中，積極加強了國內外的學術交流和合作研究。項目主要成員10餘人次參加了國際學術會議，受到國際國內同行的好評和關注。項目執行期間邀請了來自美國、荷蘭、新加坡等10餘位海外學者進行學術交流。由於與該項目研究領域相關的學科發展和國際合作交流的重要性，還得到了國家外國專家局“111計畫”的資助。通過本項目的實施，有助於我們培養高素質的人才。已有4位博士研究生畢業獲得學位，還有3名在讀博士研究生和2名在讀碩士研究生參與本項目相關領域的工作。他們的研究工作已發表在一些著名的國際學術期刊，如 J. Fluid Mech. 和 Phys. Fluids 等。
