计算流体力学，更广为人知的是CFD，在工程研究和应用的许多领域都非常普遍。毫无疑问，我们肯定正在目睹计算机模拟技术的复兴，由于CFD技术和模型的快速发展，以及计算机硬件成本的降低和更快的计算时间，计算机模拟技术的前景不断变化。尽管取得了许多重大成就，CFD仍有许多协同发展和进步，以满足各种新兴行业的不断增长的需求，如生物医学和生物工程、过程中未知的领域、化学、民用、环境工程，以及传统上著名的航空航天和汽车等高科技工程领域。在本期特刊中，我们相信通过选定的主题和论文，对CFD的进展和应用进行了重要的报道，这些主题和论文碰巧代表了本期特刊中对CFD许多不同方面的讨论。当然，我们意识到这些选定的主题和论文并不是一个详尽的代表。尽管如此，它们仍然代表着我们非常乐意与读者分享的丰富和多方面的知识。我们当然要感谢众多作者的杰出贡献和耐心协助我们。更重要的是，所有审稿人对这些论文的繁琐工作都得到了热烈的认可。

这期特刊包含16篇论文。下面将详细介绍CFD在各篇论文中的进展和广泛应用。

在第一篇论文中， 高阶DNS对边界层后期流动转捩的新发现C. Liu等人通过直接数值模拟(DNS)对边界层流动过渡后期阶段的新发现进行了总结。在此基础上，发现环状涡是流场内部唯一存在的形式，是两对反向旋转的主、次流向涡相互作用的结果。根据第一亥姆霍兹涡守恒定律，主涡管由于速度梯度卷起并拉伸。为了保持涡量守恒，必须形成连接两条Λ-vortex腿的桥梁。这座桥最终发展成为一个新的环。这个过程继续形成一个多环结构。u型涡不是新出现的，而是已有的相干涡结构。u型涡是第三级涡，作为第二颈为多环提供涡量。在靠近壁面的边界层底部可以发现小涡。认为小涡是由正尖峰和其他高层涡与固体壁面相互作用而产生的。

在第二篇论文中， 超声速微amp涡发生器的隐式LES:新发现和新机制Li q和C. Liu提出了一种基于五阶WENO格式的隐式大涡模拟(ILES)的应用，研究了在Mach 2.5和Mach 2.5时微amp涡发生器(MVG)周围的流动 R e θ ＝ 1440 ．在超声速MVG周围的流动方面有许多新的发现，包括螺旋点、表面分离拓扑、动量亏损来源、拐点、开尔文-亥姆霍兹不稳定性、涡环的产生、环-激波的相互作用、三维再压缩激波结构以及MVG下降角的影响。在此基础上，提出了一种新的五对涡管模型。涡环与激波的相互作用是激波与边界层相互作用导致分离区减小的新机制。

在第三篇论文中， 基于伴随的非结构网格自适应涡流模拟的初步研究Li L.提出了一种CFD方法，利用非结构网格技术来计算具有锋利前缘的65°三角翼周围的涡流，特别被称为第二次国际涡流实验(VFE-2)的几何形状。本文的重点是研究一种基于伴随基网格的非结构网格自适应方法在捕获大迎角飞行升力面尖锐边缘或流动分离线处产生的集中涡的有效性。早期的涡流模拟表明，涡的行为在体表面和空间上都高度依赖于局部网格分辨率。adjoint-based适应方法的基本思想是构造一个新的自适应网格的适应过程中传感器的意图来分配元素应该通过引入较小或较大的伴随配方与功能性错误估计当地的剩余原始和伴随的错误解决方案。

在第四篇论文中， 风力机翼型周围流动模拟湍流模型的评估，F. Villalpando等人对NACA 63-415翼型在不同攻角下的流动进行了研究。为了选择最合适的湍流模型来模拟积冰翼型周围的流动，这项工作集中于评估各种湍流模型在大攻角下对洁净翼型的预测能力，从而导致高度分离的流动发生。CFD模拟采用单方程Spalart-Allmaras模型，双方程RNG k - ϵ 和海温 k - ω模型和雷诺应力模型。

在第五篇论文中， 使用笛卡儿网格、惩罚和水平集计算冰脱落轨迹， H. Beaugendre等人通过一种基于笛卡尔网格、惩罚和水平集的创新范式，提出了冰脱落轨迹的建模。笛卡尔网格的使用绕过了网格划分问题，惩罚是明确施加边界条件的一种有效的替代方案，从而可以避免贴体网格，使多流体/多物理流易于设置和模拟。水平集以非参数的方式描述几何，因此，由于物理，特别是脱落的冰块的几何和拓扑变化是直接遵循的。计算结果表明，所提出的CFD模型能够有效地计算冰绕圆柱和翼型的流动轨迹。

在第六篇论文中， 过翼吊舱安装结构的气动优化，D. Sasaki和K. Nakahashi介绍了CFD对一种过翼机舱的飞机结构的研究，这种结构可以防止噪音从喷气发动机向地面传播。进行了气动设计优化，以提高气动效率，使其与传统的翼下吊舱安装结构等效。机舱和机翼的几何形状被修改，以达到高的升阻比，并与传统配置的优化几何形状进行比较。塔架形状也进行了修改，以减少气动干扰影响。最后的机翼-机身-机舱模型与DLR F6模型进行了比较，讨论了过翼-机舱-安装几何体对未来环境友好型飞机的潜力。

在第七篇论文中， 基于cfd模型的含风向变化的非定常流场模拟，为WTG设计风速评估提供了一种新技术T. Uchida等人提出了一种名为RIAM-COMPACT的CFD模型，该模型基于大涡模拟(LES)，可以高精度地预测复杂地形上的气流和气体扩散，并模拟360度的连续风向变化。本文提出了一种评估风力发电机(WTGs)部署位置的技术，因为日本的大部分地形特征是陡峭、复杂的地形，从而导致风速的空间分布复杂，其中，在选择建设WTG的场地时，必须十分谨慎。

在第八篇论文中， 风力发电机最优叶尖速比尾迹与静止盘尾迹的比较T. Uchinda等人提出了一项研究，将在最佳叶尖速比下运行的风力发电机(WTG)的尾迹与由静止盘取代转子的尾迹进行了比较。采用大涡模拟(LES)模型进行了数值模拟。静止盘的尾迹特征与WTG的尾迹特征有明显的不同。在下游距离10处速度亏损 D （ D 即转子直径)后面的WTG大约是流入速度的30 - 40%。相反，在静止盘(≤2)的后面观察到流动分离 D )，以及远尾迹的速度亏损(10 D )的值小于WTG的值。

在第九篇论文中， 水轮机功率和效率的实验与数值模拟预测比较，L. Castro等人展示了对水轮机主要部件:转轮和尾水管进行的CFD模拟。在墨西哥水力发电厂进行了现场功率和质量流量测量。采用吉布森水锤法计算了质量流量。流道的入口边界条件已经从之前在螺旋壳中进行的模拟中获得。流道出口的计算结果用于后续的尾水管模拟。转轮流动模拟的数值结果为计算转矩和涡轮功率提供了数据。建立了功率与效率曲线。

在第十篇论文中， 用计算流体力学模拟大厅的烟雾填充，W. K. Chow等人介绍了CFD的使用，以解决火灾时由于烟雾填充在外壳中的关键危险。这方面主要涉及在远东地区，特别是中国大陆、香港和台湾的许多建筑项目中已经和将要建造的许多大空间体积的高大大厅。在CFD模拟的基础上，可以预期可以更好地理解烟雾填充现象和设计合适的排烟系统。

在第11篇论文中， 我国一次典型列车火灾的数值模拟， W. K. Chow等人介绍了计算流体力学在解决旅客列车火灾安全方面的应用，因为铁路是中国包括大陆、台湾和香港在内的主要运输工具。对列车车厢内的空气流动、温度分布、烟层高度和烟扩散规律进行了预测，为制定合理的列车车辆消防安全措施和确定地铁车站和铁路隧道设计火灾提供了依据。

在第十二篇论文中， 用低re湍流模型模拟咽部气道与气流的相互作用Rasani等人展示了一个简化的舌头复制品与呼气湍流之间相互作用的CFD模拟。采用三维低re SST湍流模型。对流体控制方程的任意欧拉-拉格朗日描述通过分割方法与拉格朗日结构求解器耦合，允许捕获流体域的变形。数值模拟证实了呼吸暂停患者的预期易感性，狭窄的气道开放导致流动阻塞，并提示如果咽流状态是紊流而不是层流，那么舌头会严重溃散。

在第十三篇论文中， 基于cfd的热障涂层冲蚀和大颗粒损伤试验平台的开发M. A. Kuczmarski等人展示了CFD的使用，以加速燃烧燃烧器的成功开发和持续改进，以进行有意义的材料测试。钻机开发通常是一个迭代过程，不断进行改进，以提高钻机性能，满足测试要求。CFD的应用使得在硬件搭建或修改之前，就可以进行许多此类迭代计算，减少了总体测试成本和时间，还可以提高对这些钻机操作方式的理解。本文主要研究了内燃机涡轮叶片热障涂层的冲蚀和大颗粒损伤。本研究中使用的步骤——确定有关试验台性能需要回答的问题，开发和验证模型，并使用它来预测钻机性能——可以应用于其他试验台的高效开发。

在第十四篇论文中， 混合室旋流的研究，j.j. Chen和c.h. Chen介绍了微混合室内多入口和单出口的三维动量和传质特性的CFD研究。该腔由一个直角棱柱、一个八角棱柱或圆柱体组成。数值计算结果表明，室内的旋流主导着混合指标。颗粒运动轨迹反映了产生稳定搅拌的旋转和伸展局部流动，在不同雷诺数(Re)下的出口截面彩色颗粒构型定性地反映了混合性能。研究了不同几何参数和稀土元素对混合特性的影响。对带有4个入口的圆柱形气室进行了优化设计。在Re > 15时，转动惯量越大，腔内旋流越强，扩散阻尼效应减弱，混合性能提高。

在第十五篇论文中， 微尺度合成射流特性的数值计算与研究，a . Lee等人提出了CFD研究，研究了由腔内膜的周期性振荡产生的合成射流。提出了一种新的模拟射流形成的移动网格算法。将控制方程转化为曲线坐标系，将计算得到的网格速度输入到腔域的流场计算中，从而使质量和动量守恒方程在平稳计算域内得到求解。用这种方法生成的数值解与实验测量结果进行了比较。对比计算结果和实验测量的流向速度分量资料孔出口,沿中心线的脉动喷射在微通道涡的位置核心表明有很好的协议,因此,示范移动网格算法的开发是有效的。

在第十六篇论文中" 最近在中国可靠的CFD模拟方面的努力，L. Li等人发起了一系列关于可靠CFD模拟的研讨会，类似于西方的活动，如ECARP和AIAA阻力预测研讨会。中国的另一项重大努力是正在进行的建立CFD求解器可信性研究和可靠CFD仿真软件平台的项目。该平台名为WiseCFD，旨在实现无缝CFD流程，并避免繁琐的重复手工操作。此外，本文还重点介绍了一个强大的CFD作业管理器，该作业管理器能够支持即插即用(PnP)求解器集成以及分布式或并行计算。本文提出了WiseCFD的一些未来工作，并设想了WiseCFD与欧洲QNET-CFD知识库如何相互受益。

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