一、Large-eddy-simulation of 3-dimensional Rayleigh-Taylor instability in incompressible fluids（论文文献综述）
陈飞国,葛蔚[1]（2021）在《多相流动的光滑粒子流体动力学方法研究综述》文中进行了进一步梳理光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics, SPH）具有粒子方法的无网格和全拉格朗日特征,适用于具有界面大变形、不连续性和多物理场的多相流的高精度模拟. SPH方法模拟多相流已有大量报道,具体的实现方式也大不相同.本文首先阐述了采用SPH方法模拟流体的基本控制方程,以及求解过程中需要考虑的流体压力求解、表面张力、固体边界等问题.整理和总结了基于SPH方法进行多相流模拟的主要实现方式:（1）双流体模型的拉格朗日求解器:两相离散为两组独立SPH粒子,并用显式相间作用耦合两相;（2）多相SPH方法:SPH方法对多相流模拟的自然延伸,相间作用由SPH参数隐式描述;（3） SPH与其他离散方法的耦合:差异较大的两相各自采用不同离散方法,发挥不同拉格朗日方法的优点;（4） SPH和基于网格方法的耦合:网格方法处理简单的单相流动主体,获得精度和效率间的平衡.另外,还在模拟参数物理化等方面论述了与SPH方法模拟多相流相关的一些改进和修正方法,并在最后讨论和建议了提高多相流SPH模拟效率和精度的措施.
宋光辉[2]（2021）在《气相作用下液滴形态演变过程研究》文中进行了进一步梳理气液分离过程会影响液化天然气（LNG）工艺生产能效。气相作用下液滴形态演变过程以及LNG液滴变形破碎过程是LNG气液分离过程的核心问题。该研究将为其生产过程中气-液分离应用提供理论参考。通过采用数值模拟的方法,对LNG液滴在气相作用下的破碎模式、变形破碎特性和蒸发过程展开研究。采用CLSVOF方法对LNG单液滴在其气相中的变形破碎过程进行模拟研究;采用VOF和Lee模型对不同环境下的蒸发过程进行如下数值模拟研究:（1）研究了相同气液初始相对速度下,液滴的不同初始直径和液滴的相同初始直径下,不同气液初始相对速度及Wer数对液滴变形破碎过程的影响。随着We数的增大,维持液滴形态的表面张力和黏性力不足以克服气动压力的作用,LNG液滴出现袋状、多模式、剪切等破碎模式,发生破碎的We数与已有研究结果大致吻合。（2）对变形破碎过程中的液滴进行参数提取和特性表征,分析了不同We数下液滴的形态特征及破碎模式,得到了液滴的初始直径、韦伯数与无量纲变形时间及变形破碎总时间的变化规律,并拟合出了不同直径的液滴,数与变形破碎总时间的关系式。液滴的无量纲变形时间随着的增大而减小,变形破碎总时间先减小后增大。（3）研究了液滴变形破碎过程中的动力学特性,分析了液滴变形破碎过程中母液滴速度、加速度及其阻力系数随时间的变化关系,分析了液滴所处压力场、速度场与其时间的变化关系。液滴速度与时间呈正相关,加速度和阻力系数有着相似的变化趋势,并随着液滴的变形破碎起伏变化,其阻力系数可以作为液滴变形破碎的辅助判据。（4）研究了LNG液滴自然对流环境下的蒸发过程,研究了液滴初始直径和环境温度对其蒸发过程的影响,得到了液滴的质量蒸发率的变化,分析了Marangoni流动带来的影响。随着环境温度的升高,质量蒸发率增大,温度边界层梯度也随之增大。随着直径的增加,质量蒸发率增大,温度边界层变薄,温度梯度变大,换热量增强。Marangoni流动会加快其蒸发过程。（5）研究了LNG液滴强对流环境下的蒸发过程,研究了液滴初始直径、环境温度和气流强度等因素对其蒸发过程的影响,得到了不同因素下液滴质量蒸发率的变化及其传热传质特性。强对流过程中液滴的质量蒸发率总体大于自然对流环境下的蒸发率。环境温度、液滴直径和气液相对速度均会对液滴蒸发过程产生影响,气液相对速度对液滴蒸发过程的影响最小。通过对LNG单液滴的研究,得到了LNG液滴在其气相中的变形破碎机制及动力学特性变化和蒸发过程中质量蒸发率及温度场的变化。通过以上LNG液滴变形破碎过程和蒸发过程的研究,为同种介质液滴气相和液相的两相作用机理提供参考,同时为LNG工业生产和贮存等应用方面提供理论依据。
辛俐[3]（2021）在《重型商用车侧窗区域水污染的ELM-ELFM仿真及均衡化控制研究》文中指出车辆行驶过程中,驾驶员需要通过视觉获取90～99%的路况信息,清晰的视野是保障驾驶安全性和舒适性的必要条件。降雨工况下,雨水积聚在侧窗和外视镜表面形成水膜、溪流或者水滴,折射和阻挡光线,使驾驶员视野模糊,增加交通隐患。因此,准确预测汽车在风雨环境中行驶时的侧窗水相分布,对水污染程度进行合理的评价;分析不同行驶环境下的变化规律,并开展优化设计以提高视野的清晰度,具有重要意义。然而现阶段汽车空气动力学的研究多集中在气动阻力、气动噪声和侧风稳定性等领域,国内外学者尚未对侧窗区域水污染问题展开深入研究。与此同时,物流行业竞争激烈,对运输货物的时效性提出更严苛的要求,越来越多的车辆需要应对全天候行驶环境。因此,本文以重型商用车为研究对象,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,对侧窗区域水污染开展了系统性研究。主要内容如下:首先,详细阐述了欧拉-拉格朗日（ELM）和欧拉-液膜模型（ELFM）的理论基础,重点研究了空气-雨滴、空气-液膜、液膜-雨滴和液膜-壁面相互耦合作用所涉及的理论和求解方法。在归纳总结降雨强度、能见度、交通限速法规之间关系的基础上,提出了适用于汽车侧窗区域水污染研究的七种典型降雨强度。依据Gamma雨滴谱和Best雨滴末速度等降雨理论,推导并建立了雨强与雨滴尺寸、间距和雨滴末速度之间的函数关系,并对相关降雨参数进行简化和求解,实现了多工况下不同降雨环境的模拟。最后,利用欧拉-拉格朗日方法构建自然降雨环境,对比不同雨滴直径的数值仿真结果与试验实测数值,雨滴末速度计算误差均在5%之内。其次,针对目前商用车水污染试验中所遇到的问题,搭建了风雨耦合试验系统,通过优化设计喷头形式及布置方式、雨水均化网孔径参数等,改善了雨滴末速度和雨滴直径与现实情况不符的现象。数值仿真方面,采用欧拉-拉格朗日法和欧拉-液膜模型,建立适用于重型商用车侧窗区域水污染的数值模拟方法,实现了车辆-雨滴-空气相互作用过程中的车身壁面-雨滴-液膜-空气的双向耦合计算,并通过与试验对比,验证了该数值模拟方法的合理性和准确性。然后,针对采用雨水体积量法评价侧窗区域水污染程度的局限性,开展了相关研究。首先基于人机工程学对侧窗视野区进行划分,然后采用体积积分和灰度处理方法,以水膜平均厚度和水相分布占比为评价指标进行量化,进而构建了涵盖侧窗各视野区与外视镜镜面的商用车侧窗区域水污染综合评价方法。以此为基础,分析各区域水膜平均厚度、水相分布占比与行驶速度和降雨强度的映射关系,为汽车开发阶段侧窗区域水污染的评估提供了重要的设计依据。此外,进行了侧风环境对侧窗区域水污染的影响研究,利用横摆模型法实现了风雨耦合环境的数值模拟。重点研究了不同侧风环境中雨滴粒子的分布规律,详细阐述了各区域水膜平均厚度和水相分布占比随不同风雨耦合参数的变化规律及其内在机理。结果表明,背风环境导致气流对雨滴粒子的拖曳力减小,雨滴粒子受惯性力的主导继续沿原方向运动;迎风环境导致后视镜尾涡气流速度增强,促使更多的粒子随该旋涡运动撞击到侧窗。最后,开展了重型商用车侧窗区域水污染的控制研究。采用控制边界法区分影响侧窗区域水污染的主次因素,发现后视镜表面雨滴的飞溅、反射以及液膜脱落为主要污染来源。为保证计算精度的同时提高计算效率,利用数据映射理论构建了子域计算方法,相较于全场计算法,效率可提升65%。在此基础上,将侧向视野区、外视镜视野区及外视镜镜面的水膜平均厚度和水相分布占比的最小化作为优化目标,以后视镜壳体厚度、壳体内倾角、支架高度以及壳体转角为设计变量,基于熵权-AHP组合赋权法确定多目标间的权重系数,采用交互正交试验设计和GAR-TOPSIS方法对侧窗区域水污染问题进行优化,获得了优化设计方案,优化后侧向视野区、后视镜视野区和后视镜镜面水膜平均厚度分别减小了50.4%、85.4%和59.8%;水相分布占比分别减小了13.8%、49.3%和14.9%。综上所述,本文采用汽车空气动力学与多相流理论相结合的方法为侧窗区域水污染研究提供有效的预测手段。对不同工况下侧窗区域雨滴粒子分布和水膜运动规律展开了系统研究,为商用车开发动态视野校核工作和侧窗区域水污染优化提供了参考研究思路和方法。
王萍,郑晓静[4]（2021）在《风沙两相流数值模拟研究进展》文中进行了进一步梳理大气表面层中的风沙运动是典型的高雷诺数湍流气固两相流动,同时具有可蚀地表上的冲击溅起过程、风-沙-电多场耦合、多尺度与跨尺度等复杂特性,使其定量预测极具挑战性。回顾了近30年风沙运动数值模拟的研究进展以及取得的成果,主要包括基于湍流雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方法的风沙运动多场耦合模拟与风成地貌耦合尺度模型建立,基于湍流大涡模拟（LES）与高雷诺数湍流理论的风沙运动模拟方法。最后明确了风沙运动现有数值模拟方法的不足和值得进一步研究的方向。
赵志晔[5]（2021）在《可压缩柱几何瑞利-泰勒不稳定性及湍流混合研究》文中认为瑞利-泰勒（RT）不稳定性发生在重力作用下两种流体之间的扰动界面上,其中重力方向从较重流体指向较轻流体。RT不稳定性及其诱导的湍流混合广泛存在于工程（如惯性约束聚变）与自然（如超新星爆炸）现象中,具有重要的科学意义和应用背景。本文采用理论分析及直接数值模拟方法,建立了柱几何RT不稳定性非线性增长的解析模型,提出了柱几何RT湍流混合层宽度增长标度率的理论模型,研究了可压缩RT湍流中可压缩效应对动能及拟涡能输运的影响。主要工作内容和研究成果如下:（1）首次建立了任意Atwood数下二维单模柱几何RT不稳定性非线性增长的解析模型。该解析模型成功地预测了气泡演化的全过程,即从早期线性阶段的指数增长到后期非线性阶段的二次增长。基于解析模型的分析发现,不同于平几何下非线性阶段气泡高度随时间呈现线性增长,即Vbt,柱几何下非线性阶段气泡呈现二次增长,即1/2abt2,其中Vb与ab分别为气泡增长的速度与加速度。据此,提出了柱几何RT不稳定性的非线性饱和状态为加速度饱和,并给出了饱和加速度关于外加加速度、Atwood数及扰动波数的解析表达式。分析证明,随着柱几何效应的消失,柱几何RT不稳定性非线性饱和模型可以退化为平几何下RT不稳定性的速度饱和模型。直接数值模拟进一步证实,该解析模型精准地预测了柱几何RT不稳定中气泡增长的线性及非线性过程。（2）通过理论分析与数值模拟研究了柱几何RT湍流混合层的非线性增长规律。首次基于物理分析提出了任意Atwood数下柱几何RT湍流混合层宽度增长标度率的理论模型。通过标度率的分析发现,柱几何RT湍流向外的混合层宽度呈现双曲余弦增长,向内的混合层宽度满足余弦增长。上述预测的混合层宽度增长规律被直接数值模拟结果证实。柱几何RT湍流混合层的标度率超越了平几何情况下的经典幂次律,因而可随着柱几何效应的消失退化为平几何RT湍流的经典幂次律。基于混合层宽度增长标度率的理论模型,提出了描述柱几何RT湍流混合层自相似演化的特征时间尺度与空间尺度。（3）直接数值模拟研究了可压缩RT湍流中动能与拟涡能的输运以及尺度间的传递特性。基于动能与拟涡能的输运方程和大尺度滤波方程的分析,发现可压缩性在能量的传递中起重要作用。关于动能的生成机制与传递特性,研究发现,与压缩性相关的压力-胀压功在流动发展初期是动能生成的主导机制;对可压缩RT湍流而言,压力梯度功与形变功共同决定动能从大尺度向小尺度的传递特性,其中压力梯度功主导动能在大尺度间的传递,而形变功在小尺度间动能的传递中占主导。压力梯度功被证明与压缩性相关,表现为流体膨胀运动增强压力梯度功的正向通量,而流体压缩运动增强压力梯度功的反向通量。对于拟涡能的生成,研究发现斜压效应生成水平方向拟涡能,而竖直方向拟涡能则通过涡的拉伸扭转机制生成。拟涡能在RT湍流阶段通过涡的拉伸扭转增强并且趋于各向同性。为进一步研究拟涡能在尺度间的传递特性,推导了拟涡能的大尺度滤波方程,发现拟涡能总是从大尺度向小尺度传递,且在RT湍流阶段趋于稳定。
庄立世[6]（2021）在《增氧曝气净水设备水下曝气装置结构优化与性能研究》文中研究表明污水处理产业作为一项高耗能产业,其运营成本相当高,而曝气设备作为污水处理的关键设备,其能耗在所有污水处理单元中占比最大,约为54.5%。根据相关研究,如果曝气设备动力效率提高一倍,污水处理成本可以降低将近60%。虽然现有的曝气设备基本可以满足国内各种规模的污水处理厂的污水处理需求,但仍然存在动力效率较低,能耗较高的问题。因此,如何提高曝气设备的动力效率,降低设备能耗受到业内的广泛关注。本文将基于曝气实验台和流体分析软件对曝气设备的曝气性能进行研究分析。以降低设备能耗为目标,以动力效率的高低作为设备的性能评价标准,对曝气设备的关键部件进行结构优化和对比分析。通过实验方法对曝气设备在不同工况下的曝气性能进行研究,分析不同的螺旋杆转速和不同空气流量对设备动力效率的影响,为曝气设备作业时的参数设定提供参考。具体研究工作如下:（1）曝气原理:通过整理归纳多种曝气基本理论,包括气液传质理论和气泡破裂机理,阐述设备的曝气原理,并且为曝气设备水下推流搅拌装置的结构优化和性能研究提供理论依据和优化思路。（2）曝气设备的工作机理和结构优化:通过三维建模软件对曝气设备进行建模,介绍曝气设备的结构和工作原理,为后面的实验和仿真研究提供数据参考。对曝气设备水下推流搅拌装置进行结构优化,同时给出优化前和优化后的结构示意图,并介绍其工作机理。（3）搭建曝气实验台:通过对原曝气设备进行缩小和简化搭建曝气实验台,并给出实验系统的布置方案、实验仪器的参数和实验药品的用量。给出实验条件下设备充氧曝气性能的评价方法,以及动力效率的求解方法。（4）研究不同形状导流罩与不同结构螺旋杆作用下的设备充氧曝气性能:通过Fluent软件对不同结构的导流罩和螺旋杆分别进行数值模拟分析,给出数值模拟分析的方法和步骤,并对数值模拟的结果进行分析和对比。通过曝气实验台对不同结构的导流罩和螺旋杆进行充氧曝气实验,给出实验方案和实验步骤。通过充氧能力和动力效率等评价指标对其进行充氧性能评价,确定最佳的导流罩形状和螺旋杆结构,为设备的结构优化提供数据支撑。（5）研究螺旋杆转速和空气流量对曝气设备充氧曝气性能的影响:通过曝气实验台对设备在不同的螺旋杆转速和不同气体流量进行充氧曝气试验,然后对实验数据进行处理,求得不同工况下的设备动力效率,以动力效率的大小来评价设备的曝气性能。实验分析结果将对曝气设备实际作业时的参数设定具有一定的参考意义。
李洪旭[7]（2021）在《非预混撞击射流火焰的动力学特征及组成结构分析》文中指出火焰与壁面的相互作用广泛存在于工业燃烧装置、内燃机、固体加热过程以及隧道、建筑物火灾等,在很大程度上影响了火焰传播和流动特性。充分掌握近壁流场火焰的燃烧及传播特性,对于热量传递、流体力学和燃烧等领域的研究具有重要的理论意义,且对降低火灾事故中的人员伤亡和财产损失、提高燃烧装置性能和使用寿命具有重要现实意义。为了应对日趋严重的能源危机和环境问题、降低火灾事故中的伤亡和损失,探究撞击火焰的燃烧及传播特性,并抑制燃烧过程中有害气体的生成和排放意义重大。针对非预混撞击射流火焰,结合实验测量和数值模拟方法,开展了关于近壁区域火焰流动规律和燃烧特性的研究。本文采用非预混燃烧系统对撞击射流火焰进行了实验研究,对比了不同伴流工况下火焰的燃烧特性。利用搭建的PIV光学测量系统,基于互相关测量方法,对流场中的速度分布进行了测量。根据实验测量工况,进行了数值模拟研究。采用湍动能输运亚网格模型,结合详细的GRIMech 3.0化学反应机理进行了大涡模拟研究,对实验结果进行了有效验证及补充分析,探索了动量驱动下非预混撞击火焰中涡旋的运动规律及其对火焰动力学结构、传播特性以及污染物排放特性的影响。研究发现,在剪切层处因速度梯度导致涡旋的产生,并且在其发展过程中会发生涡旋脱落、合并及孤立涡量岛融合等现象。涡旋的存在会导致其前缘处湍流强度降低,后缘处湍流强度升高;涡旋的发展会影响火焰动力学特征和组成结构,导致火焰不稳定。撞击火焰的传播受到对流不稳定性,开尔文-亥姆霍兹不稳定性,壁面撞击不稳定性以及瑞利-泰勒不稳定性耦合作用的影响。伴流速度的增加可以促进CO的产生,特别是在低平均混合分数区域（0.07-0.26）,并且使得CO分布更均匀且分散,这与更强湍流过程有关。增大伴流湿度后,导致CO和NO局部排放指数降低,这是由于伴流湿度的增加抑制了CO、热力型NO和快速型NO的产生,并促进了NO的消耗。此外,伴流湿度增加导致的CO减少主要发生在高CO浓度区域,而NO含量的减少可以在整个流场区域中观察到。
黄皓伟[8]（2021）在《基于格子Boltzmann方法的单模态Rayleigh-Taylor不稳定性研究》文中认为瑞利-泰勒不稳定（Rayleigh-Taylor instability,RTI）现象广泛存于自然界及工程应用中。在本文中,我们采用格子Boltzmann方法研究了长微通道内非混相单模RTI现象,探究其后期的发展,分析了雷诺数、Atwood数、表面张力等因素对相界面动力学和气泡及尖钉增长的影响。首先本文研究了在中高Atwood数下雷诺数的影响,数值模拟结果表明高雷诺数下的单模RTI的发展会经历四个不同的阶段,包括线性增长、饱和速度增长、再加速和混沌发展。在第二阶段,尖钉和气泡的速度保持一个稳定的值,其值大小与势流理论的分析结果相吻合,并且发现尖钉在此阶段的持续时间较气泡的持续时间短,这表明尖钉和气泡前端的不对称发展。接着,不稳定性发展过程中涡强度随时间不断增加,导致尖钉和气泡的速度超过势流理论的渐进解,不稳定性增长进入再加速阶段。最后,尖钉和气泡的速度曲线在混沌阶段有一定的波动,同时可以观察到具有大拓扑变化的复杂界面结构。为了揭示不稳定性后期增长的规律,我们利用已有文献中五种不同的统计方法计算尖钉与气泡增长率并比较之间的差异。而当雷诺数逐渐减小,不稳定性依次无法达到再加速和混沌发展等后期阶段,同时界面结构在演化过程中也变得相对平稳。在上述基础上,我们继续研究了在高雷诺数下流体Atwood数、界面张力和初始扰动对单模RTI后期发展的影响。结果表明,饱和速度阶段的持续时间随Atwood数增加而减小,且随着Atwood数增加,尖钉后期的增长率总体上呈上升趋势,但是气泡增长率受其影响不大,基本稳定在一个值。对于表面张力的影响,数值模拟表明增大表面张力,可以有效降低演化过程中相界面结构的复杂程度,并抑制不稳定性后期相界面破裂而形成离散液滴。另外,增大表面张力可以先促进后抑制气泡振幅的增长,而表面张力较小时尖钉振幅增长曲线之间无明显差别,表面张力增大到一定值后,它对尖钉振幅的抑制效果可明显的被观察到。当Atwood数较小时,尖钉后期增长率随表面张力的增大逐渐减小,Atwood数较大时,气泡与尖钉后期增长率均呈现出先促进后抑制的规律。我们还研究了不同Atwood数下RTI现象发生的临界表面张力,发现数值计算和理论分析的结果相互吻合:临界表面张力随着流体Atwood数增加而增大。对于初始扰动,扰动振幅减小会导致线性阶段增长的减速,初始扰动很小时,气泡的增长率明显降低,尖钉的增长率变化则不大。
叶创超[9]（2020）在《基于GPU异构计算的可压缩复杂流动高精度数值模拟》文中指出计算速度与计算精度是计算流体力学（CFD）计算中最重要的两个内容。本文着眼于当前高性能计算机的发展趋势,研究了可压缩CFD程序在现代GPU异构平台的高效并行计算方法,并发展了一种新的适用于可压缩流动的高精度数值格式,基于GPU加速的高精度隐式大涡模拟研究了喷口非对称性对超声速平板射流的流动结构与噪声的影响。本文具体内容与结论如下:（1）基于当前高性能计算机的发展趋势及现代GPU异构计算平台的特点,研究了适用于GPU异构计算平台上大规模计算的一般曲线坐标系下的高精度可压缩CFD并行计算方法,并开发了相应的程序。针对复杂多样的现代GPU计算平台的硬件拓扑结构,开发了硬件识别技术,可根据计算负载状况自动优化硬件的分配,包括CPU内存分配优化、CPU与GPU数据传输优化、CPU进程之间通信优化以及GPU进程之间通信优化。针对可压缩CFD程序设计了高效的显存利用策略,发展了“原子化操作”与核函数分解技术,开发了求解可压缩Navier-Stokes方程的GPU高效并行计算方法。性能测试表明基于当前技术方法开发的可压缩CFD程序相比CPU单核最大可实现近2000倍加速效果,并通过实际算例证明了程序的正确性与高效性。（2）将Targeted ENO格式的思想引入AFWENO格式中,发展了新的适用于求解双曲守恒律的高精度数值格式AFTENO格式。AFTENO同时具备TENO格式与AFWENO格式的优点,可对原始变量、守恒变量等进行插值,利用任意单调通量函数构造数值通量,并且可以扩展到3阶至任意阶精度,且没有AFWENO格式的奇数阶精度限制。新格式可以避免基于WENO思想的高阶数值格式中可能存在的全局模板内出现多个间断时数值格式失效的问题。测试结果表明,相比同类AFWENO格式,新格式具有更好的激波捕捉能力和小尺度结构的分辨率。（3）基于高精度隐式大涡模拟研究了喷口非对称性对欠膨胀超声速平板射流流动结构与噪声的影响。研究了喷口上下板长度差与喷口高度比值L//h为0.5与1.0的算例,并与对称喷口的算例作对比。研究表明喷口非对称性可有效抑制激波啸叫强度,最大可降低7.9dB。动力学模态分解（DMD）分析表明,能量最高的模态的频率对应于啸叫主频,并且斜切效应会抑制激波串结构的法向摆动。在对称喷口算例中,当前计算中显示了“激波泄露”现象,为“激波泄露”理论解释激波啸叫产生根源提供了依据。在非对称喷口构型射流中,激波结构与剪切层比对称构型情况更稳定,削弱了激波与剪切层的相互作用,从而抑制了啸叫的产生。
于蔚然[10]（2020）在《高速气流作用下液膜在预膜板表面流动形态的LBM-LES模拟》文中指出随着航空航天事业的大力发展,航空污染问题日趋严重,更为直接地影响大气从而导致温室效应的产生以及全球气候的变化。为了降低航空发动机能耗实现燃油经济性,燃油雾化效果、油气混合质量与效率的提升迫在眉睫。在进行雾化过程中,流经带有预膜板气动雾化喷嘴的高速气流会通过界面剪切力驱动液膜在预膜板上流动并产生波浪形的气液相界面变化,且气液层有较大的密度比,同时气体雷诺数也明显高于液体。由于液膜在预膜板上的流动形态直接影响预膜板唇边后部的液体雾化质量,因此,探寻造成液膜流动形态出现差异的原因,对于研究液膜破碎机理有着重要意义。针对航空发动机中液膜在预膜板上流动形态的分析,因较高气流剪切作用下气液相界面会出现复杂的拓扑形变,且气液层存在较高的密度比,现有的数值模拟方法较难处理相关问题,本文选择格子Boltzmann方法（LBM）来进行气液相界面形态变化的追踪,主要工作有:（1）根据研究问题的难点,首先将经典湍流数值模拟方法大涡模拟（LES）引入LBM中,分别运用LBM和LBM-LES两种方法模拟顶盖驱动流和后台阶流中的流体流动用以验证LBM-LES在单相湍流中应用的可行性与优越性;随后在Liang等人提出的用以处理较高两相密度比问题的基于相场理论的格子Boltzmann模型的基础上,通过引入一个额外的界面力来消除两相界面间由于密度变化而导致无法满足体系不可压缩条件的影响,从而完成对模型的修正,再将LES引入上述模型后完成本文计算液膜在预膜板上流动模型的搭建。完成上述工作后,本文选择两个气液两相流中着重关注气液相界面变化的问题——静态液滴（static droplet）及Rayleigh-Taylor（R-T）不稳定性现象来验证该模型对两相流界面捕捉的准确性,并与前人结果进行了详细的对比。（2）研究了气流驱动下液膜在预膜板表面流动的形态变化,考察了不同气体速度、气液速度比、气液密度比、表面张力以及液膜厚度等情况下液膜流动形态的变化,并总结规律,为后期液膜破碎问题做好技术研究储备。本文研究结果表明:LBM-LES在计算高雷诺数流体流动时具有更高的数值精度和稳定性。修正后的两相流相场模型可准确追踪具有大密度比气液相界面的形态变化。气液剪切速度差会诱发两相界面出现Kelvin-Helmholtz不稳定性现象,因而气液相界面会产生波浪形的变化。气液速度比、密度比、液膜表面张力及液膜厚度均是影响液膜流动形态的重要指标。
二、Large-eddy-simulation of 3-dimensional Rayleigh-Taylor instability in incompressible fluids（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Large-eddy-simulation of 3-dimensional Rayleigh-Taylor instability in incompressible fluids（论文提纲范文）
（2）气相作用下液滴形态演变过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 液滴变形破碎的理论研究 |
| 1.2.2 液滴变形破碎的实验研究 |
| 1.2.3 液滴变形破碎的数值模拟研究 |
| 1.2.4 液滴蒸发过程研究 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 液滴变形破碎机理研究 |
| 2.1 液滴受力分析 |
| 2.2 气液两相基本控制方程描述 |
| 2.2.1 气液两相质量守恒方程 |
| 2.2.2 气液两相动量守恒方程 |
| 2.2.3 气液两相能量守恒方程 |
| 2.3 液滴破碎理论研究 |
| 2.3.1 液滴变形破碎模式分析 |
| 2.3.2 液滴破碎模型描述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 LNG液滴变形破碎过程数值模拟 |
| 3.1 几何模型构建 |
| 3.2 数值模拟方法选择 |
| 3.3 湍流模型选择 |
| 3.4 边界条件与求解设置 |
| 3.5 LNG液滴变形破碎过程模型验证 |
| 3.5.1 网格独立性验证 |
| 3.5.2 模型有效性验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 LNG液滴破碎过程数值模拟结果分析 |
| 4.1 LNG液滴破碎模式研究 |
| 4.2 不同We_r数下液滴的变形破碎机制分析 |
| 4.2.1 气液初始相对速度对其变形破碎过程的影响 |
| 4.2.2 液滴初始直径对其变形破碎过程的影响 |
| 4.3 液滴变形破碎运动学特性分析 |
| 4.3.1 液滴无量纲时间与Wer之间的关系 |
| 4.3.2 液滴运动参数分析 |
| 4.3.3 液滴阻力系数研究 |
| 4.4 液滴变形破碎过程中流场变化 |
| 4.4.1 液滴变形破碎压力场变化 |
| 4.4.2 液滴变形破碎速度场变化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 液滴蒸发过程数值模拟及结果分析 |
| 5.1 蒸发模型研究 |
| 5.1.1 经典液滴蒸发模型 |
| 5.1.2 Lee模型 |
| 5.1.3 热相变模型 |
| 5.2 自然对流蒸发模型建立 |
| 5.2.1 几何模型构建 |
| 5.2.2 数值模型与求解设置 |
| 5.2.3 网格独立性验证 |
| 5.3 自然对流环境下液滴蒸发结果分析 |
| 5.3.1 环境温度对蒸发过程的影响 |
| 5.3.2 液滴直径对蒸发过程的影响 |
| 5.3.3 液滴蒸发过程中Marangoni流动 |
| 5.4 强对流环境下液滴蒸发过程模拟及结果分析 |
| 5.4.1 模型构建及求解设置 |
| 5.4.2 环境温度对蒸发过程的影响 |
| 5.4.3 液滴直径对蒸发过程的影响 |
| 5.4.4 气液相对速度对蒸发过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果 |
（3）重型商用车侧窗区域水污染的ELM-ELFM仿真及均衡化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 汽车外部水污染概述 |
| 1.2.1 直接污染 |
| 1.2.2 自身污染 |
| 1.2.3 外车污染 |
| 1.3 汽车外部水污染国内外研究现状 |
| 1.3.1 试验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.3.3 国内外研究不足 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 ELM-ELFM方法及降雨环境建立 |
| 2.1 ELM-ELFM方法 |
| 2.1.1 流体运动控制方程 |
| 2.1.2 颗粒运动方程 |
| 2.1.3 气液相间耦合 |
| 2.1.4 液膜运动控制方程 |
| 2.1.5 液膜与连续相、离散相的相互作用 |
| 2.2 降雨环境及求解参数确定 |
| 2.2.1 降雨强度 |
| 2.2.2 雨滴的尺寸分布和间距 |
| 2.2.3 雨滴末速度的求解 |
| 2.3 降雨参数的数值模拟验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 侧窗区域水污染数值模拟及试验验证 |
| 3.1 风雨耦合试验系统搭建 |
| 3.1.1 供风系统 |
| 3.1.2 淋雨系统 |
| 3.1.3 测控系统 |
| 3.2 侧窗区域水污染数值模拟方法研究 |
| 3.2.1 雨滴粒子数值计算模型 |
| 3.2.2 相间耦合方式 |
| 3.2.3 气-雨滴-液膜间相互作用数值模型 |
| 3.2.4 雨滴粒子分布区域 |
| 3.3 计算模型建立及求解 |
| 3.3.1 重型商用车几何模型 |
| 3.3.2 计算域及网格划分 |
| 3.3.3 边界条件及求解设置 |
| 3.3.4 网格尺寸的影响 |
| 3.3.5 时间步长的影响 |
| 3.4 数值方法试验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 侧窗区域水污染程度综合评价研究 |
| 4.1 侧窗区域水污染程度客观评价方法 |
| 4.1.1 视野区划分 |
| 4.1.2 雨水污染量化指标计算方法 |
| 4.1.3 综合评价方法的建立 |
| 4.2 行驶速度对侧窗区域水污染的影响研究 |
| 4.2.1 侧向视野区水污染 |
| 4.2.2 外视镜视野区水污染 |
| 4.2.3 外视镜镜面水污染 |
| 4.3 降雨强度对侧窗区域水污染的影响研究 |
| 4.3.1 侧向视野区水污染 |
| 4.3.2 外视镜视野区水污染 |
| 4.3.3 外视镜镜面水污染 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 侧风作用下侧窗区域水污染研究 |
| 5.1 侧风环境数值模拟方案 |
| 5.2 侧风作用下流场结构及雨滴粒子分布研究 |
| 5.2.1 流场结构研究 |
| 5.2.2 雨滴粒子运动及分布规律 |
| 5.3 风雨两相耦合作用对侧窗区域水污染的影响 |
| 5.3.1 侧向视野区水污染 |
| 5.3.2 外视镜视野区水污染 |
| 5.3.3 外视镜镜面水污染 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 侧窗区域水污染均衡化控制研究 |
| 6.1 均衡化优化方法 |
| 6.1.1 交互正交试验设计 |
| 6.1.2 熵权-AHP组合权重方法 |
| 6.1.3 GAR-TOPSIS方法 |
| 6.2 侧窗区域水污染多目标均衡化优化 |
| 6.2.1 侧窗区域水污染来源及机理分析 |
| 6.2.2 子域计算方法 |
| 6.2.3 侧窗区域水污染多目标优化 |
| 6.2.4 最优方案分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）风沙两相流数值模拟研究进展（论文提纲范文）
| 1 基于RANS的风沙运动数值模拟 |
| 2 风沙运动的WRLES |
| 3 风沙运动的WMLES |
| 4 结论 |
（5）可压缩柱几何瑞利-泰勒不稳定性及湍流混合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 RT不稳定性的研究背景 |
| 1.1.1 RT不稳定性 |
| 1.1.2 惯性约束聚变 |
| 1.1.3 超新星现象 |
| 1.2 RT不稳定性的研究现状 |
| 1.2.1 单模RT不稳定性 |
| 1.2.2 RT湍流混合 |
| 1.2.3 可压缩性对RT不稳定性的影响 |
| 1.2.4 汇聚几何对RT不稳定性的影响 |
| 1.3 RT不稳定性数值模拟方法 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 第二章 控制方程和数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 数值计算方法 |
| 2.3.1 七阶WENO格式 |
| 2.3.2 矢通量分裂 |
| 2.3.3 粘性项离散格式 |
| 2.3.4 时间推进格式 |
| 2.4 界面设置、边界条件和网格配置 |
| 2.4.1 界面设置 |
| 2.4.2 边界条件 |
| 2.4.3 网格配置 |
| 第三章 柱几何RT不稳定性非线性增长的分析和模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算概述与验证 |
| 3.2.1 控制方程无量纲化 |
| 3.2.2 数值方法验证 |
| 3.2.3 问题设置与验证 |
| 3.3 模拟结果与讨论 |
| 3.4 柱几何气泡增长的解析模型 |
| 3.4.1 气泡非线性增长的解析模型 |
| 3.4.2 气泡非线性饱和模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 柱几何RT湍流混合层非线性演化的分析和模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算概述与验证 |
| 4.2.1 控制方程无量纲化 |
| 4.2.2 问题设置与验证 |
| 4.3 柱几何RT湍流的特征 |
| 4.3.1 多尺度特征 |
| 4.3.2 自相似特征 |
| 4.4 湍流混合层的标度率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 可压缩RT湍流的动能和拟涡能输运及尺度间传递 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算概述和结果验证 |
| 5.2.1 计算概述 |
| 5.2.2 结果验证 |
| 5.3 动能的生成与传递 |
| 5.3.1 动能的生成 |
| 5.3.2 动能的传递 |
| 5.3.3 压缩性对压力梯度功的影响 |
| 5.4 拟涡能的生成与传递 |
| 5.4.1 拟涡能的生成 |
| 5.4.2 拟涡能的传递 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 工作总结和研究展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录A 柱坐标系下可压缩NS方程组 |
| 附录B 气泡增长模型方程的数值求解 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）增氧曝气净水设备水下曝气装置结构优化与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 曝气设备概述 |
| 1.2.1 曝气设备的作用和应用环境 |
| 1.2.2 曝气设备的种类和特点 |
| 1.2.3 曝气设备国内外研究现状和研究方法 |
| 1.2.4 曝气设备存在的问题和研发方向 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 气液传质及气泡破裂基本理论研究 |
| 2.1 气液传质基本理论 |
| 2.1.1 气液传质速率方程 |
| 2.1.2 双膜模型 |
| 2.1.3 溶质渗透模型 |
| 2.1.4 表面更新模型 |
| 2.2 氧传质速率的影响因素 |
| 2.2.1 温度 |
| 2.2.2 污水水质 |
| 2.2.3 气泡尺寸 |
| 2.2.4 氧气浓度 |
| 2.3 气泡破裂机理 |
| 2.3.1 湍流脉动和碰撞 |
| 2.3.2 黏性剪切应力 |
| 2.3.3 界面不稳定性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 增氧曝气设备结构参数和工作原理 |
| 3.1 增氧曝气设备结构 |
| 3.1.1 鼓风装置部分 |
| 3.1.2 浮体支撑装置 |
| 3.1.3 曝气装置 |
| 3.2 增氧曝气设备曝气装置工作机理 |
| 3.2.1 曝气装置结构优化前工作机理 |
| 3.2.2 曝气装置结构优化后工作机理 |
| 3.2.3 文丘里式气泡发生器原理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 曝气实验台方案研究及搭建 |
| 4.1 曝气实验系统布置 |
| 4.2 曝气实验装置结构 |
| 4.3 实验设备与药品 |
| 4.3.1 实验设备和仪器 |
| 4.3.2 实验药品 |
| 4.4 曝气设备充氧性能表征方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 曝气装置水下推流仿真与实验研究 |
| 5.1 流体力学理论 |
| 5.2 不同形状导流罩曝气效果数值模拟与实验对比分析 |
| 5.2.1 基于Fluent的导流罩推流效果单相流数值模拟 |
| 5.2.2 基于Flnent的导流罩曝气效果气液两相流数值模拟 |
| 5.2.3 不同导流罩曝气效果实验对比分析 |
| 5.2.3.1 实验步骤 |
| 5.2.3.2 实验图片分析 |
| 5.2.3.3 实验数据分析 |
| 5.2.3.4 充氧曝气性能对比分析 |
| 5.3 不同结构螺旋杆的曝气性能数值模拟与实验对比分析 |
| 5.3.1 基于Fluent的不同结构螺旋杆曝气效果单相流数值模拟分析 |
| 5.3.2 不同结构螺旋杆的实验对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 螺旋杆转速和空气流量对充氧曝气性能的实验研究 |
| 6.1 螺旋杆转速对设备充氧曝气性能的影响 |
| 6.1.1 不同转速下清水充氧曝气实验方案 |
| 6.2 空气流量对设备充氧曝气性能的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）非预混撞击射流火焰的动力学特征及组成结构分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 撞击火焰燃烧特性的国内外研究现状 |
| 1.3 火焰传播特性的国内外研究现状 |
| 1.4 污染物排放特性的国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 2 实验系统与数值方案 |
| 2.1 实验系统与实验原理 |
| 2.1.1 实验系统 |
| 2.1.2 实验原理 |
| 2.2 数值模拟方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 非预混撞击火焰的动力学特征分析 |
| 3.1 速度场的实验探究及数值验证 |
| 3.2 流场动力学特征的数值分析 |
| 3.3 壁面热边界条件的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 伴流对非预混撞击火焰传播特性的影响 |
| 4.1 伴流速度对火焰稳定性的影响 |
| 4.2 伴流温度对火焰稳定性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 伴流对非预混撞击火焰组成结构的影响 |
| 5.1 伴流速度对 NO/CO 生成和排放的影响 |
| 5.2 伴流湿度对 NO/CO 生成和排放的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利目录 |
（8）基于格子Boltzmann方法的单模态Rayleigh-Taylor不稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文工作及安排 |
| 2 数值计算方法 |
| 2.1 格子Boltzmann方法简介 |
| 2.2 格子Boltzmann方法的基本模型 |
| 2.3 基于相场的格子Boltzmann方法模型 |
| 2.4 边界条件处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 中高Atwood数下的单模Rayleigh-Taylor不稳定性 |
| 3.1 问题描述与初始条件 |
| 3.2 雷诺数的影响 |
| 3.3 增长系数的统计方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高雷诺数下的单模Rayleigh-Taylor不稳定性 |
| 4.1 Atwood数的影响 |
| 4.2 表面张力的影响 |
| 4.3 初始扰动的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文与参加的科研项目 |
（9）基于GPU异构计算的可压缩复杂流动高精度数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 CFD的发展现状 |
| 1.1.2 计算机性能发展现状与趋势 |
| 1.1.3 高精度数值格式的发展 |
| 1.1.4 超声速射流中的激波啸叫 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 基于GPU异构计算平台的可压缩CFD程序发展现状 |
| 1.2.2 可压缩流动的高精度数值方法的发展现状 |
| 1.2.3 超声速射流啸叫的研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 控制方程和数值方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 对流项的数值离散 |
| 2.2.1 经典WENO格式的构造 |
| 2.2.2 AFWENO格式的构造 |
| 2.2.3 常用的数值通量函数 |
| 2.3 粘性项的数值离散 |
| 2.4 时间离散 |
| 2.5 物理边界条件 |
| 2.5.1 远场边界条件 |
| 2.5.2 壁面边界条件 |
| 2.6 缓冲区 |
| 2.7 HiResX求解器介绍 |
| 第三章 基于现代GPU集群的曲线坐标系下高精度有限差分法的可压缩流动数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硬件环境 |
| 3.3 区域分解法 |
| 3.4 HiResX求解器的编程与优化策略 |
| 3.5 Hardware-Aware硬件识别技术 |
| 3.6 CPU-GPU内存访问优化策略 |
| 3.7 GPU-GPU内存访问优化策略 |
| 3.8 GPU显存利用策略 |
| 3.9 CUDA核函数设计 |
| 3.9.1 无粘项核函数设计 |
| 3.9.2 粘性项核函数设计 |
| 3.10 求解器其他部分的核函数设计 |
| 3.11 程序性能测试 |
| 3.11.1 程序加速比随网格量的变化 |
| 3.11.2 核函数的加速性能 |
| 3.11.3 多GPU的性能测试 |
| 3.12 实际算例测试 |
| 3.13 小结 |
| 第四章 基于插值思想的定向本质无振荡(AFTENO)格式 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TENO思想回顾 |
| 4.2.1 子模板的设计策略 |
| 4.2.2 尺度分离 |
| 4.2.3 模板选择 |
| 4.2.4 构造高阶插值格式 |
| 4.3 一种新的TENO形式 |
| 4.3.1 AFTENO高阶项 |
| 4.3.2 5阶AFTENO格式 |
| 4.3.3 6阶AFTENO格式 |
| 4.3.4 更高阶AFTENO格式的全局光滑因子 |
| 4.4 测试算例 |
| 4.4.1 一维Sod激波管测试 |
| 4.4.2 激波-密度波相互作用测试 |
| 4.4.3 激波-熵波相互作用测试 |
| 4.4.4 一维Blast Wave测试 |
| 4.4.5 二维瑞利-泰勒不稳定性(RTI)测试 |
| 4.4.6 二维双马赫反射(DMR)问题测试 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 喷口非对称性对超声速平板射流的流动结构和噪声的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值方法 |
| 5.2.1 数值离散方法与湍流模型 |
| 5.2.2 几何构型与计算网格 |
| 5.2.3 边界条件设置 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 激波单元结构 |
| 5.3.2 激波啸叫噪声 |
| 5.3.3 剪切层的振荡模态 |
| 5.3.4 DMD模态分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 工作总结和研究展望 |
| 6.1 本文主要工作与结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续研究工作展望 |
| 附录A 一般曲线坐标系下的可压缩Navier-Stokes方程 |
| A.1 一般曲线坐标系下的N-S方程 |
| A.2 坐标变换度量系数 |
| A.3 坐标变换Jacobian |
| 附录B 高阶AFWENO的推导过程 |
| 附录C Navier-Stokes方程无粘通量的特征分解 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）高速气流作用下液膜在预膜板表面流动形态的LBM-LES模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
| 1.2.1 液膜流动特性的研究 |
| 1.2.2 气流作用下液膜在水平表面的流动 |
| 1.3 数值模拟方法 |
| 1.4 本文工作 |
| 2 LBM– LES简介及其在单相湍流中的应用 |
| 2.1 格子Boltzmann方法模型及理论简介 |
| 2.2 边界条件处理 |
| 2.2.1 周期性边界 |
| 2.2.2 反弹边界 |
| 2.2.3 非平衡态外推格式 |
| 2.3 LBM-LES模型的构建 |
| 2.4 结果分析与讨论 |
| 2.4.1 顶盖驱动流 |
| 2.4.2 后台阶流 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于相场理论的LBM-LES两相流模型 |
| 3.1 基于Allen-Cahn方程相场理论的两相流模型 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 AC方程的LBM演化方程 |
| 3.1.3 NS方程的LBM演化方程 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.2.1 静态液滴 |
| 3.2.2 Rayleigh-Taylor不稳定性 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 高速气流作用下液膜在水平预膜板表面流动形态的研究 |
| 4.1 参数设置 |
| 4.2 实际物理单位与格子单位的转换 |
| 4.3 网格无关性验证 |
| 4.4 液膜流动的形态分析 |
| 4.4.1 参数设置 |
| 4.4.2 模拟结果分析 |
| 4.5 影响液膜流动形态的因素 |
| 4.5.1 气液密度比的影响 |
| 4.5.2 气体速度的影响 |
| 4.5.3 表面张力的影响 |
| 4.5.4 液膜厚度的影响 |
| 4.5.5 气液速度比的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、Large-eddy-simulation of 3-dimensional Rayleigh-Taylor instability in incompressible fluids（论文参考文献）
- [1]多相流动的光滑粒子流体动力学方法研究综述[J]. 陈飞国,葛蔚. 力学学报, 2021(09)
- [2]气相作用下液滴形态演变过程研究[D]. 宋光辉. 西安石油大学, 2021(09)
- [3]重型商用车侧窗区域水污染的ELM-ELFM仿真及均衡化控制研究[D]. 辛俐. 吉林大学, 2021(01)
- [4]风沙两相流数值模拟研究进展[J]. 王萍,郑晓静. 航空学报, 2021(09)
- [5]可压缩柱几何瑞利-泰勒不稳定性及湍流混合研究[D]. 赵志晔. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]增氧曝气净水设备水下曝气装置结构优化与性能研究[D]. 庄立世. 吉林大学, 2021(01)
- [7]非预混撞击射流火焰的动力学特征及组成结构分析[D]. 李洪旭. 青岛科技大学, 2021(02)
- [8]基于格子Boltzmann方法的单模态Rayleigh-Taylor不稳定性研究[D]. 黄皓伟. 杭州电子科技大学, 2021
- [9]基于GPU异构计算的可压缩复杂流动高精度数值模拟[D]. 叶创超. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]高速气流作用下液膜在预膜板表面流动形态的LBM-LES模拟[D]. 于蔚然. 大连理工大学, 2020(02)