课题基金基金详情
旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的大涡模拟和直接数值模拟研究
结题报告
批准号:
10972211
项目类别:
面上项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
刘难生
依托单位:
学科分类:
A0901.湍流与流动稳定性
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈立为、李华光、殷艳媚、汪利、田方宝、王国蕾、程保国、褚佑彪、阙夏
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
本项目着重开展旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)研究,探讨这类复杂湍流的流动机理。研究内容主要包括:针对旋转和热分层的耦合效应,开展Navier-Stokes(NS)方程的计算方法研究,发展相应的高精度数值方法及相关的高效并行计算方法;基于理论分析和DNS研究,结合考虑旋转和热分层耦合效应的NS方程,研究旋转、热分层和壁面剪切效应对亚格子尺度(SGS)应力和湍流热通量的综合影响,发展适用于旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的SGS应力和湍流热通量模型;通过大规模LES和DNS计算,开展旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的机理性研究,如探讨湍流中的波-涡(或热羽流-涡)非线性干扰、温度边界层和Ekman边界层及湍流边界层的相互作用;研究湍流能量的级串和衰减、大尺度对流和湍流掺混传热机制的竞争、拟序涡结构和流动传热模式之间的关系等。
英文摘要
在本项目资助下着重开展了旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)研究,以及相关复杂湍流机理的数值模拟研究,主要进行了如下几个方面的研究:旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的数值方法研究;旋转和热分层耦合效应作用下双固壁湍流的LES研究;旋转和热分层耦合效应作用下带自由面湍流的DNS研究;拓展研究了高聚物弹性诱导(或驱动)的复杂湍流和非线性流态转换问题,以及复杂气泡湍流的流动物理研究。本项研究取得了以下研究成果:发展了求解旋转和热分层耦合效应作用下壁面剪切湍流的数值模拟方法,包括基于分裂步的差分投影法和三维全隐谱方法及相关的高效并行算法;系统研究了固壁和自由面对旋转热分层湍流中的复杂流动物理和掺混传热特性,包括温度边界层、速度边界层和Ekman边界层的相互作用,以及旋转诱导的大尺度柱状气旋涡结构和高旋转率导致的流场湍化减弱效应对湍流掺混和脉动传热复杂影响,深入揭示了旋转和壁面效应对湍动能、雷诺应力和湍流热通量的生成、耗散和再分配等动力学过程的影响;首次数值模拟再现了实验观测到的弹性诱导的湍流频谱特性,分析了弹性诱导的湍状复杂流动的基本特性和流动机理;在Taylor-Couette(TC)湍流中发现了弹性诱导的大尺度涡破碎及其导致的阻力剧增现象,揭示了这些现象蕴涵的物理机理;深入揭示了气泡湍流的流动物理及气泡运动分布特性。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1103/physreve.85.056316
发表时间:2012-05
期刊:Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子:--
作者:Nansheng Liu;Yan Peng;Youwen Liang;Xi-yun Lu
通讯作者:Nansheng Liu;Yan Peng;Youwen Liang;Xi-yun Lu
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国科学技术大学学报,40(12),1279-1286, 2010。
影响因子:--
作者:
通讯作者:
DOI:10.1017/s0022112010002387
发表时间:2010-06
期刊:Journal of Fluid Mechanics
影响因子:3.7
作者:Zhang, Jie;Liu, Nan-Sheng;Lu, Xi-Yun
通讯作者:Lu, Xi-Yun
Direct numerical simulations of turbulent channel flows subjected to the buoyancy effect of bubble phase.
受气泡相浮力效应影响的湍流通道流的直接数值模拟。
DOI:--
发表时间:--
期刊:
影响因子:--
作者:
通讯作者:
粘弹性旋转壁湍流的转捩过程和流动机理研究
  • 批准号:
    12172353
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
粘弹性流体壁湍流结构—直接模拟和机理研究
  • 批准号:
    91752110
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    96.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
粘弹性流体Taylor-Couette湍流的直接数值模拟及机理研究
  • 批准号:
    11472268
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    100.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
高聚物弹性效应驱动的弹性湍流的直接数值模拟研究
  • 批准号:
    11272306
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
带气泡的复杂湍流的直接数值模拟和大涡模拟研究
  • 批准号:
    10772173
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
旋转剪切湍流的大涡模拟和直接模拟及其并行计算研究
  • 批准号:
    10302028
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    刘难生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金