邊界層流場(chǎng)計(jì)算分析與分離條件研究.pdf

1、流體中運(yùn)動(dòng)的各種裝置都受著阻力的影響，該阻力的作用主要來自于邊界層。隨著科技的發(fā)展，對(duì)深水中運(yùn)動(dòng)的裝置的性能要求日益提高，相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求也日漸提高，進(jìn)一步研究流體的動(dòng)力特性便越來越重要。邊界層理論以在流體中運(yùn)動(dòng)物體的表面附近的流體為研究對(duì)象，將流體力學(xué)和計(jì)算力學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來以處理相應(yīng)的問題。它主要解決物體所受摩擦力，分離點(diǎn)位置以及其他相關(guān)的流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)預(yù)報(bào)問題。 本文以曲面物體邊界層流場(chǎng)為研究對(duì)象，首先通過對(duì)經(jīng)典計(jì)算方法進(jìn)行

2、了分析，進(jìn)而引入了一種新的計(jì)算方法。并通過對(duì)兩者的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，提出了頭部流場(chǎng)的計(jì)算方案，使該位置的邊界層流場(chǎng)計(jì)算得到改善。接著在第四章，通過試驗(yàn)觀察，對(duì)經(jīng)典的邊界層理論關(guān)于邊界層分離問題的解釋提出質(zhì)疑，并對(duì)邊界層流體微團(tuán)的受力情況進(jìn)行分析，建立了新的邊界層分離條件的數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型能很好的解釋許多經(jīng)典理論無法解釋的分離現(xiàn)象，并通過數(shù)值試驗(yàn)對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。 論文首先介紹了選題的背景依據(jù)和研究對(duì)象，概述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于

3、邊界層理論的研究歷史和現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要介紹了論文的方法。在第一章中，主要闡述了邊界層理論的基本原理。基本假設(shè)以及研究方法。包括邊界層原理，邊界層方程的推導(dǎo)。第二章主要介紹了常用的邊界層計(jì)算方法，分為一維情形，二維和三維情形。并分別介紹了在這幾種情形下，邊界層方程的不同形式。第三章中，則是通過經(jīng)典方法和筆者提出的新的方法分別對(duì)邊界層流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果進(jìn)行了比較分析。在第四章中，通過對(duì)邊界層中流體微團(tuán)的受力分析，建立了邊界層流場(chǎng)分離條件的數(shù)