轴对称射流中涡运动的三维涡丝模拟

用三维涡丝法对轴对称不可压射流进行了数值模拟 ,描述了轴对称射流在外加扰动下产生的拟序结构随时间的发展 .文中应用了涡丝的增加与合并技术 ,模拟了在基波扰动作用下涡的卷起 ,以及在扰动中加入次谐波后涡的配对 .通过对不同时刻涡量图的比较与分析 ,说明扰动中的基波导致涡的卷起 ,次谐波控制着涡的配对 ,所得结论与理论和实验结果相一致     

混合层中四涡合并过程的数值研究

用拟谱方法对混合层四涡合并的规律进行了数值研究。分析了其波和次谐波之间相位差对涡合并过程的影响,并引入旋转点和拉伸点的概念对种影响进行了解释。计算结果表明：四涡的合并存在６种形式,因此,可以通过施加多级次谐波并改变它们之间的相位差主动控制拟序涡的发展和演变。     

湿位涡物质的保守性原理及其应用

论证了湿位涡物质的保守性,阐明强降水会造成湿位涡物质异常，异常高度主要出现在850～500 hPa之间。用NCEP/NCAR 11的分析资料对1999年6月下旬引起长江流域暴雨的对流系统进行了湿位涡物质的诊断分析，结果表明梅雨期间大气的湿位涡物质异常区域与降水带的位置和走向基本对应，主要位于梅雨锋及其南侧，与等 线的走向保持一致。依据湿位涡物质的保守性原理，等压面上等 线间的湿位涡物质异常区的移动示踪了暴雨区的移动，这可为暴雨预报提供一定的动力依据。     

一次东移高原低涡对降水影响的个例研究

为了研究高原低涡发展与降水雨带之间的联系。利用ERA5再分析资料、FY-2E卫星TBB数据、TRMM降水资料,对2016年6月28日至7月1日一次高原低涡影响青藏高原地区降水过程进行分析研究,详细诊断了此次低涡发生、发展过程中空间结构及演变特征,并探讨了低涡对降水的影响。结果表明：随着高原低涡的东移发展中小尺度的对流云团逐渐合并发展最终形成气旋式环流的螺旋云带;较强的降水区域主要出现在低涡南侧,并且随着低涡的东移逐渐向东向南扩展,降水强度也随之增大。     

含张力柔性管道的涡激振动计算方法

主要介绍并验证了求解考虑流固耦合时大变形海洋管道的涡激振动响应计算方法,为大变形海洋管道的涡激振动响应研究提供了准确的理论方法和研究基础。针对柔性管道的流固耦合振动问题,基于梁理论建立了有限元模型。使用VIV时域荷载模型来模拟作用在管道上的涡激力,运用增量形式的时域积分法来求解该振动模型,通过与文献试验及算例的对比,验证了该计算方法的准确性。计算表明涡激振动发生时的横流向脉动应力远大于顺流向脉动应力,因此在分析海洋管道悬跨段的涡激振动疲劳问题时应主要考虑横流向的振动响应。     

2003年梅雨期湿位涡异常诊断分析

利用 的NCEP/NCAR格点分析资料和中国区域站点观测降水资料，在分析2003年江淮流域梅雨期降水及大尺度环流特征的基础上，利用包含降水质量强迫效应的湿位涡方程，阐明在暴雨系统中引起的强降水会造成湿位涡异常。对2003年引起江淮流域暴雨的对流系统进行的湿位涡诊断分析表明，对流层中低层的湿位涡异常区与降水区域有很好的对应关系，可利用湿位涡的异常分布预测降水未来可能的分布形势和走向。     

涡方法求解运动边界问题

现代工业许多工程问题都与运动边界的流体问题相关,如何快速地对运动边界流体问题进行数值模拟一直是备受关注的问题.传统CFD方法往往需要在每一步进行网格重构,从而大大地增加计算量.对已有涡方法进行改进,提高其计算效率与精度,使其更能满足工程问题的需要.     

冬、春季全球极涡对青藏高原夏季降水影响

利用奇异值分解方法（SVD）分别分析了全球6个极涡面积指数和对应的极涡强度指数对青藏高原夏季降水（6～8月）的影响，研究发现，极涡指数场与青藏高原夏季降水场，冬季，青海省大部分是明显的负相关区域，西藏大部分以正相关为主；春季，西藏和青海绝大部分为正相关。根据冬季逐月（12、1、2月）极涡指数对应夏季逐月（6、7、8月）降水的相关场来看，冬季12月全球极涡指数与后期青藏高原夏季6月降水，自青藏高原东南部到西北部呈‘＋-＋’分布；冬季1月全球极涡指数与后期青藏高原夏季7月降水，自西南向东北呈‘＋-’分布，在西藏以正相关为主，青海以负相关为主；冬季2月全球极涡指数与后期青藏高原夏季8月降水，除了青海北部的柴达木盆地北侧、西藏西部为弱的负相关外，其余均为正相关。     

青海东部地区两次风雹暴天气过程位涡特征对比分析

利用位涡理论和再分析资料,对青海东部两次典型大范围强对流风雹暴天气过程进行位涡诊断分析,凝练出风雹暴发生前后干湿位涡特征值及演变情况。研究表明：(1)两次天气过程均为两脊一槽的大环流背景,槽后西北气流强盛,冷空气明显;(2)2017年6月20日过程强对流风雹暴天气落区对应的MPV值的范围在-1～0PVU之间、PV值的范围在0～0.6 PVU之间,2021年6月29日过程强对流风雹暴天气落区对应的500 hPa上MPV数值的范围在-2～0 PVU之间、PV值的范围在0～1 PVU之间;(3)湿位涡空间结构上层为正的湿位涡,中下层为负的湿位涡。这些特征值为青海东部大范围强对流风雹暴过程的短期预报提供了新的预报思路。     

强热带风暴"碧利斯"暴雨与湿位涡分析

通过MM5模式对0604号强热带风暴"碧利斯"进行数值模拟,利用模式资料进行湿位涡分析,结果表明低层等压面上MPV1负值中心可以指示强降水落区,且MPV1绝对值与降水强度成正相关,θe面倾斜和陡立使得大气湿斜压性增加,对流层低层气旋性涡度的显著发展,触发不稳定能量及潜热能释放,对暴雨的维持发展起了巨大作用,"碧利斯"后...     

适用于中尺度系统研究的位涡方程

本文通过推导绝热、无摩擦大气方程组，讨论了新方程组的特点；新方程组中，位温 显式出现在动量方程中，有利于探讨倾斜的等熵面（等位温面）对中尺度系统发生和发展的影响。进一步，利用此新方程组，推导出适用于中尺度系统研究的新的位涡方程，新位涡方程突出的特点是，与中尺度系统发生、发展密切相关的散度项显式出现在方程的右端；这为研究中尺度系统演变过程中，辐合、辐散效应对系统位涡收支的影响、进而研究中尺度系统发生、发展的热、动力学过程提供了方法。     

基于等熵位涡的浙北地区一次暴雪过程的诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析高度、温度、风场资料及Micaps实况降水、积雪资料,对2010年2月13～14日浙北地区出现的暴雪过程及其成因进行了初步分析,结果表明:500 hPa上西南气流的加强及北部冷空气的渗透导致的冷暖空气交汇是产生暴雪天气的主要环流形势,低层发展东移的低涡与地面倒槽的北上是产生暴雪的主要天气系统,对流层中低层逆温层的出现,为暴雪天气的产生提供了有利的条件。云顶亮温和雷达回波的分布则反映了降雪区的移动。等熵位涡分析表明,降水区域集中在高低位涡区域的交界处。随着位涡高低中心的东移,降水区相应东移,当高位涡区一旦加强南压,降水将趋于减弱直至结束。     

水中悬浮隧道锚索在剪切流中的涡激响应

以Iwan改进的尾流振子模型为基础，给出了剪切流中水中悬浮隧道锚索横向涡激振动的工程分析方法，分析了悬浮隧道重浮比以及剪切流特性对锚索涡激响应的影响。计算结果表明，悬浮隧道重浮比的改变，使锚索各阶模态的频锁区域分布发生变化，从而改变了结构的涡激振动响应；剪切流陡度参数的增大会使锚索涡激响应的幅值减小，若使用均匀流场代替剪切流场计算悬浮隧道锚索的涡激振动，会过高估计其响应幅值。     

清洗对涡轴发动机性能恢复的若干影响

涡轴发动机在使用一段时间后,会因为涡轮内部压气机的叶片附着的沉积物而影响气流的流通,使其受到的阻力增大从而导致耗油率的增加以及输出的轴功率下降,最终造成涡轴发动机总体性能的下降。随着对涡轴发动机可靠性和维修性的研究和在使用涡轴发动机后经验积累,对涡轴发动机定期进项清洗已成为重要的维护措施。通过清除附着在叶片上的沉积物来达到保护叶片的目的,从而起到延缓或降低甚至是清除环境中的灰尘杂质对涡轴发动机性能造成的不良影响,恢复发动机零部件的总体性能,增加发动机的轴功率同时降低耗油率。另外,清洗涡轴发动机可以降低已被腐蚀的零部件腐蚀程度,从而达到提高保证发动机使用寿命和可靠性,并且及时的发现、预防或排除发动机故障的目的。     

多涡卷混沌系统的有限时间滑模控制

建立了一种非线性指数型终端滑模面,这种滑动模态超曲面的优点在于使系统的收敛时间缩短。由于外界扰动的存在,所以系统具有一定的不确定性,因此,在研究系统时,充分考虑到系统的该特点,并给出相应的假设条件,认为系统的不确定性上届已知,由此设计出相应的同步控制器,最后,对Duffing-Holmes多涡卷混沌系统进行仿真研究,仿真结果说明该滑模控制器是切实有效的。     

位于射流喷射区的高浓度悬浮固粒扰动特性

利用双流体模型和扰动速度势理论，推得位于射流喷射区高浓度悬浮固粒的固气扰动复速度比值方程，通过数值计算，得到了不同雷诺数及固粒属性下固气扰动复速度比值曲线，分析该曲线，得到了关于流场雷诺数及固粒等效斯托克斯数对固粒跟随气流的扰动性能影响的结论，这些结论是在计入气流粘性的条件下得到的，对于两相射流发展的认识和工程实际中实施对两相射流场的人工控制有重要意义。     

离散涡方法在翼型结冰快速预测中的应用

本文对离散涡方法加以改进,并将改进后的离散涡方法与Messinger结冰模型结合,用于对二维翼型绕流及其结冰过程的数值模拟,兼顾了结冰数值模拟中精度与效率的需求,有望在民机型号研制与试飞中得到良好应用。     

Oldroyd-B流体混合过程中拟序结构的研究

采用Ｏｌｄｒｏｙｄ－Ｂ模型对高雷诺数下二维粘弹性混全过程中拟序结构的演变进行了数值研究,计算结果表明：在流场中加入聚合物,基波和次波的发展都抑制,涡量扩散加强,削弱了大涡卷垆配对的强度,减慢了配对时两的旋转运动,当Ｗｅｉｓｓｅｎｂｅｒｇ数大于１０时,在聚合物应力集中区涡量梯度加强,并出现反向涡量,因而强烈影响了拟序结构的演变。     

扭矩测量设备中涡卷弹簧的有限元分析和鉴定

设计出恒扭矩发条一直以来是发条设计的核心技术,发条扭矩测试仪主要用来对机械钟表中的发条上紧和放松扭矩进行测量。本文对阿基米德螺旋线绕制而成的涡簧进行测量,对其实验数据做误差分析。再对所设计的一款扭矩测试仪中的涡卷弹簧进行了有限元仿真分析,将两者进行对比。结果证明:所设计的扭矩测试仪中的涡卷弹簧,其扭矩与圈数的特征基本呈线性特性,验证了此测试仪的有效性。     

涡凹气浮系统在生活污水处理中的应用

主要介绍了涡凹气浮的工艺流程、工作原理以及在生活污水处理工程中的应用,分享了在实际运行中的管理经验。