湍流相干结构的机理研究(Ⅱ)─粗糙壁边界层相干结构的物理模型*

本文主要分析了粗糙壁面相干结构的特性以及与光滑壁面相干结构的区别,讨论了从光滑壁到粗糙壁过渡的问题,在此基础上建立了粗糙壁面相干结构的物理模型,从理论上得到了慢条宽度、猝发时间等物理量与动量厚度雷诺数的关系,其结果与实验结果是相符合的.     

湍流相干结构机理研究(Ⅰ)──光滑壁边界层相干结构的物理模型*

本文主要讨论了光滑壁边界层相干结构的特性,建立了这种相干结构的物理模型,从理论上得到慢条宽度、猝发时间等物理量与动量厚度雷诺数的关系,其结果与实验结果[3'4'5'7]是相吻合的。     

湍流相干结构与小尺度结构之间的相互作用

本文首先对切变湍流场中存在大尺度相干结构与小尺度结构和不同尺度结构之间的相互作用进行了试验研究,得到了一些特征值,其次,在试验的基础上,建立了考虑不同尺度结构之间的相互作用后相干结构的数学描述和模式识别方法,并对光滑壁面与均匀密集加糙壁面条件下湍流边界层中的相干结构进行了模式识别。结果表明,文中所建立的计算方法是可行的。     

湍流边界层近壁区相干结构起因的研究

利用流动稳定性理论中的一般共振三波的概念,提出了一种湍流边界层近壁区相干结构产生机理的理论模型。由此所得的相干结构的空间形态,展向尺度,传播速度等都与数值模拟所得结果相近。特别是计算了多数是不对称的各种流向涡对环量差的概率密度分布曲线,得到了与数值模拟结果相比基本满意的结果。     

湍流边界层外区扰动激发近壁区相干结构的一种机制

应用直接数值模拟的方法,研究了湍流边界层近壁区由于外区扰动的作用而导致相干结构产生的问题．结果表明:在湍流边界层近壁区的上边界存在的速度扰动,可以在近壁区内激发出相干结构,从而完善了单个相干结构的理论模型．     

湍流边界层近壁区单个相干结构的模拟 *

提出了湍流边界层近壁区单个相干结构的理论模型 .用数值模拟的方法研究了它们的演化 ,结果发现在很多方面它们与实验观测到的特性相符 .     

湍流相干结构机理研究（Ⅲ）——湍流拟序结构的统计及动力模型及 …

在文献「１」、「２」的启发下，本文建立一个零压梯度下，考虑局部产生以及外来扰动涡旋的壁湍流边界层大涡拟序结构的统计及动力学模型，在此基础上对充分发展的宽明渠流动中壁面附近的热扩散进行了数值模拟，建立了边界层拟序脉动速度和温度的数据库，发现了与速度快慢条相对应的高低温流条及其随时间的展向的摆动，数值模拟结果与前人的计算和实验结果吻合很好。     

用局部平均速度结构函数检测湍流边界层多尺度相干结构

测量风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度时间序列信号,提出了基于局部多尺度平均意义的湍流多尺度局部平均结构函数的概念,以描述湍流多尺度结构的伸缩变形和相对运动;基于多尺度局部平均结构函数的概念与Harr子波变换的一致性,提出了用湍流多尺度局部平均结构函数的平坦因子检测湍流边界层多尺度相干结构及其间歇性的检测方法,提取近壁区域不同法向位置处多尺度相干结构的条件相位平均波形,以研究多尺度相干结构猝发的动力学过程及其对湍流统计性质的影响．     

压力梯度对湍流边界层相干结构的影响

利用流动稳定性理论中一般共振三波的概念,对有压力梯度湍流边界层的相干结构进行研究。通过计算得出顺压梯度能够抑制相干结构的产生和发展,而逆压梯度对之有激励和促进的作用。此外,与无压力梯度相比,相干结构的尺度、形状以及传播速度等都已改变,理论分析所得变化趋势与实验结果相一致。计算流向涡对无量纲环量差概率密度分布曲线发现逆压梯度下流向涡对较无压梯度更趋于对称。     

湍流边界层外区大尺度相干结构的理论模型及与实验的比较

本文基于流动稳定性理论,提出了一种解释湍流边界层外区大尺度相干结构产生机理的理论模型.将计算所得流线、等涡线分布及利用相干结构理论模型计算湍流边界层中平均温度分布的结果与实验比较,结果是比较满意的.     

壁面结构对三维可压缩气泡群影响的数值模拟研究

基于流体体积(VOF)法追踪自由液面,研究了壁面结构对三维可压缩气泡群流动的影响.通过在待测壁面上设置不同形状的壁面结构(长方体、椭球体和圆锥体)并改变它们各自的几何参数(位置和长度),来研究壁面结构对壁面附近的气泡群流动的影响,该影响表现为气泡群对壁面的空间平均压力.研究发现,壁面结构对气泡群的拓扑结构的影响会造成壁...     

湍流相干结构机理研究(Ⅲ)——湍流拟序结构的统计及动力模型及其对传热影响研究

在文献[1]、[2]的启发下,本文建立一个零压梯度下,考虑局部产生以及外来扰动涡旋的壁湍流边界层大涡拟序结构的统计及动力学模型.在此基础上对充分发展的宽明渠流动中壁面附近的热扩散进行了数值模拟,建立了边界层拟序脉动速度和温度的数据库,发现了与速度快慢条相对应的高低温流条及其随时间在展向的摆动.数值模拟结果与前人的计算和实验结果吻合很好.     

湍流边界层底层相干结构的一个理论模型*

本文采用非线性稳定性分析方法,研究了湍流边界层底层相干结干结构的成因.计算得到的增长最快的不稳定波的展向尺度与纵向尺度都与实验相符.这一分析的特点是采用了不同于湍流平均速度剖面的更合理的速度剖面作为稳定性分析的基础,并采用了新的非线性理论.文中结果有助于理解湍流边界层底层相干结构的拟有序现象.     

湍流混合层中二维大尺度相干结构的非线性演化问题

综合运用修正的流动稳定性弱非线性理论和能量法,计算了混合层中大尺度相干结构的空间演化过程,计算中还引入了一些其它的新的处理方法,结果与实验验比较是比较满意的.     

罐车防晃结构SPH模拟研究

基于光滑粒子动力学(SPH)方法对罐车的行驶稳定性、晃荡抑制措施进行了研究.首先模拟了矩形容器内的液体晃荡问题,仿真结果与试验结果吻合良好,表明SPH模型可以准确预测自由液面及容器壁面上的压力变化.之后,建立了二维椭圆形截面罐车模型,分析了装载93#汽油的罐车在水平正弦激励或横摇激励作用下,罐车壁面冲击压力和液体质心轨迹的变化情况.结果表明,无防晃结构时,车内液体晃动剧烈,结构的防晃效果会受外界激励形式的影响.防晃结构的法线方向与来流方向的夹角越小,则晃荡抑制效果越明显,重心越稳定.     

浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构

采用RNG湍流模型对浅水横流中异重冲击射流的大尺度涡结构进行了详细的数值研究．分析了冲击区滞止点上游壁面涡结构和近区Scarf涡结构的尺度、形成机理和演化特征．计算得到了上游壁面涡的特征尺度,结果表明上游壁面涡具有高度的三维性,其特征尺度依赖于流速比和环境水深．近区Sarf涡结构对横流冲击射流的横向浓度分布具有重要的影响．当流速比相对较小时,在底层壁射流与环境横流的横向边界附近出现明显的高浓度聚集现象,计算结果表明Scarf涡结构对这一高浓度聚集区的形成起主导作用．     

粘弹性流体的阻力规律

本文在作者以前研究成果的基础上,通过对紊动出现机率和壁面绕流结构的考虑,得到了含有聚合物的粘弹性流的减阻参数,导出了这种流体在层流、层流向紊流的过渡和紊流状态下包括光滑区、过渡区和粗糙区在内的时均流速分布的统一公式,从而明确了其阻力系数的总规律,并得到了现有试验资料的全面验证.     

壁面加热湍流耗散率标度指数测量的实验研究

对中等雷诺数下壁面常温和壁面加热的平板湍流边界层中速度和温度粗粒化的耗散率结构函数标度指数进行了实验测量.用热线风速仪测量了风洞中壁面常温和加热的平板湍流边界层中不同法向位置的流向速度分量和温度的时间序列信号,研究了由于湍流边界层近壁区域相干结构的存在而导致的非各向同性、非均匀性对湍流耗散率结构函数标度指数的影响,研究发现,中等雷诺数下壁面加热的边界条件和剪切湍流的平均速度梯度对速度和温度耗散率结构函数的标度指数没有影响,均匀各向同性湍流的耗散率结构函数标度指数的层次结构模型对壁面加热平板湍流边界层的速度和温度耗散率结构函数的标度指数也是适用的.     

有叶顶间隙的涡轮弯叶栅拓扑与旋涡结构（I）—试验模型、端壁与叶片表面拓扑结构

根据具有叶顶间隙的直叶栅和正、反弯叶栅壁面流动的墨迹显示以及横截面内气动参数测量，应用拓扑学原理，分析了端壁与叶片表面拓扑结构，与直叶栅比较，叶片正弯消除了上通道涡分离线，并使二次涡由闭式分离转变为开式分离，而叶片反弯仅影响奇点位置、旋涡强度与尺度。     

非谐振子Gazeau-Klauder与Klauder-Perelomov相干态

利用Kinani-Daoud方法构造了非谐振子势的Gazeau-Klauder(GK)相干态和Klauder-Perelomov(KP)相干态，表明两种相干态在非线性谐振子势下具有完全不同的形式，并对两种相干态的完备性以及各自构成的Hilbert空间进行了讨论. 对相干态的Mandel Q参数的研究表明：GK相干态服从亚Poisson统计分布，KP相干态服从超Poisson统计分布.