圆柱可压缩绕流及其流动控制的大涡模拟研究的任务书.docx

圆柱可压缩绕流及其流动控制的大涡模拟研究的任务书
一、研究背景
圆柱绕流问题是流体力学中的经典问题之一，对于多种实际应用具有重要意义，如汽车、船舶、建筑物等的气动力学优化设计，海洋工程中的海底管道稳定性分析等。然而，圆柱绕流问题在高雷诺数下（Re>10^4）时表现出的涡结构与湍流特征非常复杂，目前还没有完全理解。因此，对于圆柱绕流问题进行深入研究，对于提高流体力学学科的研究水平和实际应用具有重要意义。
二、研究内容
本课题旨在开展圆柱可压缩绕流的大涡模拟研究，并通过流动控制手段改善绕流现象的不稳定性和阻力特性。具体任务如下：
1.基于大涡模拟方法，建立圆柱绕流问题的数值模型，并对其绕流特征进行分析。
2.开展圆柱绕流的流动控制实验，通过尾迹轨迹控制（TRC）等方法改善绕流现象的不稳定性和阻力特性。
3.对控制后的绕流问题进行大涡模拟，分析流动控制手段对绕流涡结构及湍流特征的影响。
4.对实验结果进行数据处理和分析，撰写科学研究论文，并发表在国际著名学术期刊上。
三、研究意义
1.深入理解圆柱绕流问题的复杂涡结构和湍流特征，为实际应用提供科学依据和理论支持。
2.通过开展流动控制实验和数值模拟研究，为圆柱绕流问题的控制提供新的思路和方法，为优化设计提供参考。
3.提高我国在绕流问题领域的研究水平和国际竞争力。
四、研究方法
本课题采用数值模拟和流动控制实验相结合的研究方法，具体如下：
1.数值模拟：采用大涡模拟方法，建立数值模型，通过数值模拟分析圆柱可压缩绕流的涡结构、湍流特征等。
2.流动控制实验：采用流水线式风洞，在模型上设置控制装置，如尾迹轨迹控制（TRC）等，实现对绕流问题的控制，并记录数据进行分析。
五、研究时间安排
本课题预计完成周期为两年，具体时间安排如下：
202X年X月-202X年X月：文献调研和课题研究方案制定。
202X年X月-202X年X月：数值模拟模型建立和分析。
202X年X月-202X年X月：流动控制实验设计和开展。
202X年X月-202X年X月：数据处理和分析，撰写科研论文和申请专利。
六、研究经费和设备
本课题研究经费为xxx万元，用于购买实验器材、计算机设备和研究人员薪资等方面。需要的主要设备有：
1.流水线式风洞
2.绕流模型
3.数据采集与处理系统
4.计算机设备