动边界绕流和激波、湍流旋涡分离流的数值模拟-陆夕云

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1、流体力学基础问题研究进展高级讲习班2010年8月19－23日，合肥动边界绕流和激波、湍流旋涡分离流的数值模拟陆夕云e-mail:xlu@ustc.edu.cnhttp://staff.ustc.edu.cn/~xlu中国科学技术大学2010.8.23.研讨内容===================================================•第一部分：飞行和游动的生物运动力学及动边界绕流的数值模拟•第二部分：激波、湍流和旋涡分离流的数值模拟工作动机=================

2、==================================学科前沿飞行和游动的生问题物运动力学研究工作国家需求激波、湍流和旋问题涡分离复杂流动研究手段：实验测量、数值模拟、理论分析等ComputationalFluidDynamics(CFD)=C+FD流体力学基础问题研究进展高级讲习班2010年8月19－23日，合肥第一部分飞行和游动的生物运动力学及动边界绕流的数值模拟陆夕云e-mail:xlu@ustc.edu.cnhttp://staff.ustc.edu.cn/~xlu中国科学技术大

3、学202010.8.23.10.8.23.内容简介===================================================•研究背景、意义、现状和发展趋势•若干重点科学问题及发展概况•动边界绕流数值模拟典型工作简介•结语内容简介===================================================•研究背景、意义、现状和发展趋势•若干重点科学问题及发展概况•动边界绕流数值模拟典型工作简介•结语研究背景====================

4、===============================•鱼类等水生动物和有翼昆虫等飞行动物经历了近亿年的进化过程，通过漫长的环境适应的自然选择过程，发展了各具特色的在水中游动和空中飞行的非凡能力。–例如，海洋水生动物巡游时的流体推进效率可高达80%以上；人们早先用摇橹方式行船，以模仿鱼尾摆动规律；采用螺旋桨推进，其效率下降至40%以下。–昆虫的物种多达1000万，平均体长3~5mm，带翅可飞的占99%，其飞行性能高超、可悬停，并有惊人的机动能力，例如苍蝇可在10-4秒的量级内作180º转向。1

5、00年前，Wright兄弟由鸟类滑翔得到启示，发明了飞机，但迄今为止，飞机的整体飞行性能还无法与飞行动物相匹配。研究背景===================================================•当前仿生研究在国际上受到高度关注，研制微型飞行器、机器昆虫和机器鱼等正形成热潮–如现代化国防和某些特殊的民用高技术等，同样受到很多国家的高度重视。例如，英国剑桥大学Ellington教授在Nature上发表了一篇关于昆虫飞行机理的论文后，美国国防部随即资助500万美元经费给该研究组

6、，用于进一步发展此项研究。可见，相关的仿生高技术研究尤其受到军方的高度重视。–美国、日本研制了不同任务目标的仿生机器鱼实验样机，具有军事应用背景。–仅在美国，从事微型飞行器研究的高等院校和研究单位就有150余家，发展非常迅速，在很短时间内，就研制出一批性能优良的试验样机。研究背景===================================================MAV(MicroAerialVehicle)研究背景===================================

7、================AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)研究背景===================================================飞行和游动的生物运动力学与仿生技术•以流体力学为先导的多学科交叉，同时流体力学需要进入一些重大科学问题。•以飞行和水生动物为研究对象；弄清生物运动和生物体推进原理；提供仿生推进新概念和新技术。•飞行与游动的生物运动力学和仿生技术的研究，涉及多学科间的交叉，并与国家的重大需求紧密相连，其中一些关键科学

8、技术问题的研究和解决，会带动相关学科向世界前沿发展。研究意义===================================================•在隆重纪念香山科学会议举办十周年之际，提议并组织了第214次香山科学会议(2003年10月21~23日)，会议的主题是“飞行和游动的生物力学与仿生技术”•第220次香山科学会议(2003年12月11~13日)，会议的主题是“仿生学的科学意义与前沿”研究意义===================