速度梯度是发展许多涡识别方法的主要基础,比如Q准则、△准则、λ2准则、λci准则以及Ω2准则等。它们大多基于赫姆霍兹分解,即将速度梯度分解成应变率和旋率,进行各种不变量的分析或设计。近年来,从速度梯度的复特征值情况判别涡旋成为研究热点。其中何枫等引入速度梯度的四元分解,提出了正规转动的概念;刘超群等进一步挖掘了速度梯度的结构特征信息,提出了 Liutex(即正规转动)的有效算法,并依此给出了涡识别方法。分析表明它们都是基于速度梯度的左实舒尔表示,本文在此背景下着重研究了基于速度梯度右实舒尔表示的涡识别方法。另外,邹文楠教授提出了一种基于滑移特性、构筑于弯扭场的新流动理论,本文对此开展了数值研究。主要结果和结论如下:1、提出了基于速度梯度右实舒尔表示的涡识别方法,全面探讨了速度梯度实舒尔形式的张量分解表示和几何意义;并且通过图像显示的方式,比较了左右两种舒尔表示的异同。同时根据局部流线的定义,分别推导了两种形式下的流线方程。2、编写了求解左、右实舒尔形式各分量和对应正规标架的程序,验证了其流线方程和左、右分解量化关系的准确性;主要通过湍流边界层的DNS数据,比较左、右实舒尔表示的涡旋识别方法的效果。3、通过Fluent的UDF(自定义函数)功能,以添加源项到原N-S方程的方式,最终实现了流动新理论的退化形式(层流)的数值模拟。最后以圆柱绕流为例,探讨了新理论下的现象。以上工作完善了速度梯度在正规标架下的特征分解,为流动的变形模型提供了参考;流动新理论的层流模拟工作,为后续的层流流动的数值模拟提供参考和基础。