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平板和沟槽面湍流边界层拟序结构的大涡模拟

罗志久  
【摘要】:本论文以湍流边界层中的拟序结构为研究对象,对比了平板和沟槽面湍流边界层中的拟序结构,研究了沟槽面对湍流边界层中拟序结构的影响。利用大涡模拟的方法,比较了平板和沟槽面两种不同形貌中边界层的拟序结构。模拟结果表明,适当的顺流向沟槽面结构能够限制流向涡的展向运动,引起壁面猝发变弱,使湍流边界层变得稳定。这些结论为研究湍流边界层提供了理论支持,同时为沟槽面能够降低表面摩阻的减阻机理研究提供指导意见。 本论文共分为五章。第一章阐述了湍流的拟序结构的定义、成因,国内外的研究现状和主要的研究成果,并提出本文研究的目的和内容;第二章介绍了目前计算流体力学中常用的大涡模拟的思想观点、模拟方法和湍流流动的大涡模拟以及数值模拟软件;第三章介绍了平板和沟槽面中湍流边界层的拟序结构,通过氢气泡显示对比了两种边界层中拟序结构的特征和差异;第四章利用大涡模拟方法模拟了平板和沟槽面两种边界层中的湍流拟序结构,计算了两种湍流边界层的摩阻系数曲线;第五章总结了前几章的研究成果,得出本文的最终结论。


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