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基于深度学习方法的圆柱绕流实验缺失数据重构: 2025年; 对流动现象进行精确预测与有效控制的前提在于对流动现象的深入理解,而实验研究在此过程中提供了宝贵的数据支撑.粒子图像测速(PIV)技术作为当前流场测量的主流手段之一,在钝体绕流等复杂流动现象的实验研究中发挥着不可或缺的作用.然而,在PIV实验中,由于光路遮挡等问题的存在,获取完整且准确的流场数据往往极具挑战性.鉴于此,提出了一种基于机器学习的流场数据重构方法,该方法采用以卷积神经网络为核心的深度学习模型,旨在解决流场数据中缺失部分的重构问题.首先探讨了不同缺失区域对数值计算流场重构效果的影响,并从瞬时流场、速度统计量等多个维度,对重构流场与真实值之间的差异进行了细致的比较分析.结果显示,对于瞬时流场的重构,最大L2误差维持在约0.02的水平.进一步发现,当缺失区域在流向方向上的尺寸增大时,重构的难度也随之显著增加;而相比之下,缺失区域在垂直于流向方向上的尺寸变化,对重构精度的影响则相对有限.在此基础上,进一步研究了深度神经网络对噪声的泛化性,通过在数值计算结果中人为添加噪声来测试网络,发现重构数据的误差随着噪声等级的提升呈指数型增长趋势.最终,将提出的网络模型应用于实际的PIV实验数据中,从瞬时流场和时间平均结果两个方面进行了验证.结果表明,该网络模型不仅能够成功重构缺失位置的速度信息,还能有效修正回流区部分因测量不准确而产生的数据偏差.经过神经网络重构的实验结果,在统计意义上更加接近数值仿真的结果,这充分说明,本文提出的模型仅需使用数值计算数据进行训练,便可以具备重构PIV实验中缺失信息的能力.; 张帆张恒李卓越文俊胡海豹; 关键词：缺失数据圆柱绕流

基于强化学习的串列双圆柱绕流减阻数值模拟: 2025年; 钝头体流动减阻是航空航天以及海洋工程等领域研究的热点,对提高飞行器性能、减少能源损耗有非常重要的意义。通过在圆柱表面对称布置零质量射流,建立了耦合强化学习和直接数值模拟的串列双圆柱流动控制模型,并对减阻特性进行了研究。首先数值模拟了等直径双圆柱绕流问题,所得升阻力系数与文献中符合良好,验证了数值模拟方法的正确性。然后研究了Re=200时不同射流放置角下L/D=2的等直径串列双圆柱,探究圆柱的减阻效果。结果表明,射流放置角为90°,270°时,训练后的前圆柱阻力系数降低了1.16%,后圆柱阻力系数降低了9.9%,两圆柱整体阻力系数降低了3.7%。射流放置角为60°,300°时,训练后的前圆柱阻力系数降低了0.77%,后圆柱阻力系数降低了3.35%,两圆柱整体阻力系数降低了1.75%。随后研究了Re=100时L/D=6的不等直径串列双圆柱在90°,270°布置射流的减阻效果,训练后的前、后圆柱阻力系数分别降低了18.9%,63.2%,整体阻力减小33.6%。可以为零质量射流钝头体减阻技术提供参考。; 胡秋婧王岩; 关键词：圆柱绕流主动流动控制零质量射流

亚临界雷诺数下圆柱绕流尾流特征数值模拟: 2025年; [目的]亚临界雷诺数Re=3900下的圆柱绕流具有复杂的尾流特征,试验和数值模拟均在尾流区得到截然不同的“U”型及“V”型2类结果,以探究该现象背后的物理机制为研究目的,[方法]研究发现来流湍流度可能是引发上述2类流型的重要因素,并设计不同的湍流度,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法对雷诺数Re=3900下的圆柱绕流进行系统性数值模拟研究。[结果]结果表明,不同来流湍流度下,圆柱绕流的涡脱落能量发生改变,由此产生“U”“V”2种流型。[结论]当能量谱峰值小于0.06时为“U”型,大于0.1时为“V”型,其他情况时介于2种流型之间。; 涂慧玲季梦韩盼盼尤云祥; 关键词：圆柱绕流湍流度

混合网格对圆柱绕流计算的影响研究: 2024年; 设置不同网格条件,使用DDES湍流模型对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行了数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同结构/非结构混合方法对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:在远场设置非结构网格时,流场表现出良好的湍流谱生成能力,捕捉到较多的高频-小尺度涡结构,同时计算的阻力系数值、回流区长度等物理量与实验值拟合较好;在分离区域使用非结构网格时流场耗散较大,计算精度相对较低。; 常玲玲刘跃; 关键词：网格划分圆柱绕流钝体绕流

网格拓扑对圆柱绕流计算的影响研究: 2024年; 使用DDES湍流模型(Delayed Detached-Eddy Simulation)对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行了数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同网格拓扑对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:使用H型、C型网格拓扑及在远场设置非结构网格时,流场表现出良好的湍流谱生成能力,捕捉到较多的高频-小尺度涡结构,同时计算的阻力系数值、回流区长度等物理量与实验值拟合较好;O型网格拓扑流场耗散较大,计算精度相对较低。; 刘跃常玲玲; 关键词：网格划分圆柱绕流钝体绕流数值模拟

网格拓扑对圆柱绕流计算的影响研究: 2024年; 使用DDES湍流模型对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同网格拓扑对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:使用H型、C型网格拓扑及在远场设置非结构网格时,流场表现出良好的湍流谱生成能力,捕捉到较多的高频-小尺度涡结构,同时计算的阻力系数、回流区长度等物理量与实验值拟合较好;O型网格拓扑流场耗散较大,计算精度相对较低。计算效率与网格数量呈线性关系,但计算精度与网格数量不一定正相关,工程计算中应合理选择兼顾计算精度及效率的网格划分方式。; 刘跃常玲玲管小荣; 关键词：圆柱绕流钝体绕流数值模拟

亚临界雷诺数下椭圆柱绕流特性: 2024年; 研究了亚临界雷诺数下不同长短轴比(axial ratio,AR)下的圆柱绕流特性.通过数值模拟研究了亚临界雷诺数Re=3.9×10^(3)、5.0×10^(3)、6.0×10^(3)、8.0×10^(3)、10.0×10^(3),AR=0.1-1.6的二维椭圆柱绕流的升力系数、阻力系数以及St数的变化趋势,并结合涡量云图及压力系数分布特征分析了流动特性变化的原因.分析结果表明,在亚临界雷诺数下,不同雷诺数的最大升力系数CL.m均呈现随着AR增大而先增大后减小的趋势,并在AR=0.7时达到最大值.不同雷诺数的St数变化趋势基本一致,总体呈现上升趋势.平均阻力系数以AR=0.7的情况为临界,呈现出两种不同的变化趋势.研究结果可为基于压电构型的流致振动俘能装置的优化设计提供指导.; 吴泳熹张翔宇吴昊张丹毛方赛; 关键词：圆柱绕流

隔板对阵风来流下圆柱绕流特性的影响: 2024年; 本文通过对阵风来流下圆柱-隔板模型气动力、变形与流场的同步测量,分析了隔板对阵风来流下圆柱-隔板模型绕流特性的影响.隔板长度L与圆柱直径D之比为L/D=1,基于来流速度U_(∞)和圆柱直径D的雷诺数Re_(D)=2×10^(4).结果表明,隔板同样能降低阵风来流情况下圆柱绕流的阻力,减阻量为13%.同时,阵风来流下模型气动力脉动大幅增加,而柔性隔板变形与流场涡脱落的耦合使气动力脉动进一步增大.此外,阵风来流主导旋涡形成前流场中的速度脉动.由于隔板的存在导致剪切层伸长,旋涡形成长度增加,阵风来流的影响范围扩大.; 杨朋昕段凡王晋军; 关键词：圆柱绕流阵风气动特性流固耦合

可压缩圆柱绕流的研究进展: 2024年; 本文系统介绍了可压缩圆柱绕流的研究进展.可压缩圆柱绕流是空气动力学、热力学等领域众多工程问题的简化模型.研究其流动特性及影响因素对解决实际工程问题具有现实意义,对可压缩流体力学的理论发展具有推动作用.本文根据来流马赫数范围,对可压缩圆柱绕流近年来的研究成果进行了总结,涉及中低亚声速、跨声速及超声速三个马赫数范围内的研究成果,包含了马赫数效应、激波结构、激波与涡旋的相互作用以及流动控制手段等方面.最后,本文对今后的研究进行了展望.; 邱翔邱翔陶亦舟吕永光刘宇陆; 关键词：圆柱绕流可压缩效应激波效应

高雷诺数下倾斜圆柱绕流数值模拟: 本文采用大涡模拟(LES)的方法对雷诺数为3 900的倾斜圆柱绕流进行了数值模拟,圆柱的倾斜角度在0°≤θ≤60°范围内。介绍了数值模拟的基本原理和方法,并选择了合适的计算模型和湍流模型进行模拟。通过将模拟结果与公开发表...; 张世成李以轲刘名名; 关键词：数值模拟

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