液固两相槽道流中湍流调制的数值研究

结合雷诺应力模型 (Reynolds Stress Model, RSM) 和混合模型 (Mixture Model) 对槽道湍流向下流动中的颗粒调制湍流问题进行了研究．该模型考虑了颗粒流的动能理论和颗粒对湍流的反馈作用．着重分析了颗粒对湍流的调制作用,以及颗粒参数变量（如颗粒密度和质量载荷）对湍流调制的影响．结果表明：(1)在颗粒抑制湍流的范围内,当颗粒密度小于载流体密度时,湍流强度的改变量与颗粒密度成反比;当颗粒密度大于载流体密度时,湍流强度的改变量与颗粒密度成正比;(2)在一定范围内,颗粒抑制湍流的能力随颗粒质量载荷增加而变强．     

添加剂湍流减阻流动与换热研究综述

添加剂湍流减阻是指在液体的管道湍流中添加少量的高分子聚合物或某种表面活性剂从而使湍流阻力大大降低的现象.从其被发现至今,经过近半个世纪的研究(实验研究、理论分析、数值模拟和实际系统的应用研究),尽管对这一现象及其实际应用价值已有了较为深入的认识,但仍有许多方面尚有欠缺,例如对湍流减阻的机理仍然在探索中.本文归纳评述了高分子聚合物或表面活性剂添加剂湍流减阻流动与换热现象的研究现状,从湍流减阻剂的特性、减阻剂的湍流减阻机理、湍流减阻发生时的换热机理、减阻流动速度场分布和换热控制等几个方面综述了添加剂湍流减阻流动与换热特性,并综述了湍流减阻剂在实际工业系统中的应用情况,在对添加剂湍流减阻机理、有湍流减阻发生时的对流换热机理等的理解方面进行了新的总结.      

第一届全国湍流、边界层、流动稳定性学术会议在武汉召开

中国力学学会主持召开的第一届全国湍流、边界层、流动稳定性学术会议于1982年10月25日—29日在武汉举行,42个单位的68名代表来自全国有关科研机构,高等院校和国防部门。周培源教授参加了会议并在会上作了题为湍流理论研究的报告。会上交流的学术论文有43篇。与会者还介绍了英国、美国、日本等国家的湍流研究情况。     

在我国开展工程湍流研究的设想

本文包括三部分:１）提出开展工程湍流研究的背景;２）工程湍流研究的特征和内容;３）开展工程湍流研究的设想,其中包括:ａ）湍流理论的概念鉴别和在工程中的应用,ｂ）湍流模式理论的应用和完善,ｃ）湍流测量和ｄ）湍流控制．      

第一届全国湍流、边界层、流动稳定性学术会议在武汉召开

中国力学学会主持召开的第一届全国湍流、边界层、流动稳定性学术会议于1982年10月25日-29日在武汉举行,42个单位的68名代表来自全国有关科研机构,高等院校和国防部门。周培源教授参加了会议并在会上作了题为湍流理论研究的报告。会上交流的学术论文有43篇。与会者还介绍了英国、美国、日本等国家的湍流研究情况。     

热湍流研究的新十年:从聚焦传统到延伸拓展

热湍流(浮力驱动湍流)作为一种典型的湍流现象,广泛存在于自然界和工程应用中. Rayleigh-Bénard (RB)湍流是从众多自然现象中抽象出来研究热湍流的经典模型, RB湍流的典型特征是系统中存在大尺度环流和羽流等不同尺度的湍流结构,这些结构通过作用于边界层,影响RB湍流的输运效率.因此,明确不同尺度湍流结构的生成、演化和作用机理,对理解RB湍流的输运特性至关重要,也是通过控制湍流结构调控输运效率的科学基础.本文重点从湍流结构的时空演化规律、输运特性、湍流调控和热湍流在其他领域的拓展四个方面评述近十年来RB湍流研究所取得的新进展,并对今后的研究方向做出展望.     

湍流研究的现状和进展

本文对一百多年来湍流研究的进展作了简要回顾,并着重评述了湍流模式理论、切变湍流的相干结构和湍流数值模拟的最新成就,对湍流研究的发展提出了一些建议和设想.     

对“湍流通用物理方程”等两篇文章的意见

本文以均匀不可压情况为例,系统地分析“湍流通用物理方程”和“湍流通用物理方程的推导及讨论”等两篇文章所提出的理论,指出“第二种平均”(“第二次平均”)的系综不存在,“湍流力假设”和“有效湍流力假设”不成立,文章采用的封闭手断也不合理,因此所推得的“湍流通用物理方程”及其一维简化,即“规范方程”均不成立;文[2]从这些方程出发,对湍流特性所作的一切分析都失去依据;文中还存在大量不应有的其他错误。     

关于湍流中的相干结构

长期以来,湍流实验一直在影响着人们对湍流本质的认识。近十几年来,同湍流的理论研究相比,实验观测处于明显的领先地位。在剪切湍流的实验中,值得重视的一个进展是发现了一种准秩序的相干(Coherence)结构。这种结构包括大尺度间歇(intermittent)现象和猝发(burst)过程。它表明湍流不应再看作一种完全无秩序的运动。了解和深入研究这种准秩序的相干结构是非常吸引人的。它将有助于弄清楚湍流发生和发展的机制,从而促进对湍流研究的突破。本文主要是把国际上有关相干结构的研究概况做一简单评介。在现代的实验中,曾经对发现相干结构起过重要作用的流场显示技术(如氢气泡技术),仍然一直被采用。热线风速仪虽然面临激光测速仪的挑战,但到目前为止,作为定量测量,还在广泛地应用着。其附属的数据处理系统,因电子技术和计算技术的飞跃发展,已得到很大的改进。值得注意的是      

非线性流动稳定性理论

流体的湍流运动普遍存在于大气、海洋、飞行器周围、推进装置和流体机械中,探讨湍流形成的条件和过程是流动稳定性理论的研究对象。早在1843年,Stokes就预见到流体状态转捩的原因是失稳。整整100年前(1883年),Reynolds让液体流入不同口径的圆管,并在对称轴上注入一股纤细的颜色水,以便明显、敏感地观察到湍流的发生。他发现: (1)流速较低时,可以看到层次分明的层流,流速增加到一定程度后,就转变成高度无序的湍流状态;      

稳定分层流动中湍流特性的研究综述

本文总结了近60 年来分层流动中湍流特性研究的成果. 主要从两个方面进行了综述:(1) 分层流动中湍流场的演变和混合. 在这方面主要分析稳定分层对湍流混合和湍流结构的影响, 以及混合层内湍流结构的特性和混合层的演化规律. (2) 分层流动中湍流的扩散和输运. 动量和标量的逆梯度输运特性是分层湍流研究的一个重要方向;分析分层对湍流扩散的影响. 并指出了一些值得今后进一步研究的方向.     

湍流研究国家重点实验室研究动态

湍流研究国家重点实验室研究动态梁彬北京大学湍流研究国家重点实验室,北京１００８７１湍流研究国家重点实验室一直是以基础研究为主,着眼于湍流发生发展的机制,从理论、计算和实验方面进行研究．实验室也兼顾应用基础研究,在环境流体力学、大气边界层模拟和风工程研...      

湍流模化的现状及发展趋势

本文讨论了湍流模化研究的发展现状,提出了今后湍流模式的可能改进途径。根据一组湍流封闭假定得到了各种2阶湍流模式,如Reynolds应力模式(RSM),代数应力模式(k-ε-A)及涡粘性模式(k-ε-E)。以自由剪切流、空腔流及通过偏心槽的流动为例作出了预报。虽然至今还不存在一个完备湍流模式,但2阶湍流模式已经具备了某些预报能力。湍流模化的不完备性可能要归咎于各向同性耗散和单湍流尺度等假定的不适当。利用多重湍流尺度概念,包括利用湍流涡的分维,可以改善湍流的预报。     

湍流大尺度结构:问题还是答案?

过去五年,实验已经肯定如下事实:剪切湍流中存在着大尺度结构。很著名的湍流专家,如H.W.Liepmann和A.Rcshko,不久前对此问题作过一般综述。可以肯定地说:湍流大尺度结构已得到许多(如果不是大多数的话)湍流研究工作者的重视。本文首先概括地说明大多数实验工作者确认的一些事实: 1、离散旋涡发生合并的二维剪切层迄今在可辨认的结构中,最引人注目的情况是二      

基于NPLS技术的可压缩湍流机理实验研究新进展

可压缩湍流机理的实验研究是一件难度很大的工作, 其主要的难度在于高时空分辨率的可压缩湍流结构非接触精细测试技术和低噪声的高速风洞设备技术. 近几年来, 由于在低噪声的超声速、高超声速风洞研究和可压缩流动精细结构测量技术研究方面取得的重要进展及其在可压缩湍流机理研究方面的应用, 超声速流动转捩与湍流的机理研究取得了较大的进展. 本文介绍了最近几年高速流动非接触精细测试技术, 尤其是基于纳米粒子的平面激光散射技术(nano-tracer planar laser scattering, NPLS)、背景导向纹影技术(background oriented schlieren, BOS) 和超声速流场的粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)的研究进展和发展前景, 以及基于这些技术, 在可压缩湍流机理实验研究方面的进展和发展前景, 其中包括在超声速混合层转捩、超声速绕流与尾流结构、超声速边界层转捩、激波边界层干扰等典型流场的机理研究方面, 以及气动光学机理研究方面的研究进展. 最后, 展望了目前湍流机理实验研究对湍流工程模型研究的可能贡献.      

大气边界层内羽流扩散研究

主要研究了高架点源的污染，即``羽流扩散'. 由于大气边界层内的湍流运动，引 起污染物扩散的主要因素是湍流扩散， 研究湍流扩散有两种基本方法：统计理论和梯度理论. 采用拉格朗日粒子扩散模型 (Lagrangian particle dispersion model, LPDM)来评价羽流扩散的平均浓度，分别计算了表征扩散程度的3个参数：沿烟轴方向的 着地浓度、水平方向的羽流扩散宽度和垂直方向的羽流扩散宽度. 从计算结果和风洞实验的 数据对比来看，用该模式可以较好地模拟大气边界层内复杂气候条件下的羽流扩散.     

固体力学学报2002年总目次

扩张皮肤移植后的粘弹性特性 曾衍钧　黄　昆　许传青　章　晶　孙广慈　 (Ⅰ 1)………………轮胎结构分析的一般壳体精化理论 张建武　贾丽萍　束永平　 (Ⅰ 8)………………………………压 剪复合应力波作用下材料动态断裂韧性研究 马　维　段祝平　 (Ⅰ 17)………………………有限变形弹塑性理论及一致性算法 刘学军　李明瑞　黄文彬　 (Ⅰ 2 4 )………………………………一个可考虑结构性影响的土体本构模型 饶为国　赵成刚　王　哲　尤昌龙　 (Ⅰ 34)……………任意段变模量桩纵向振动的解析解 王　腾　王奎华　谢康和　 (Ⅰ…     

湍流能量耗散率标度律实验研究

应用粒子图像测速(PIV)系统对平板湍流边界层内流向和法向的瞬时速度进行了测量。湍流的能量耗散率由轴对称假设得到,同时在研究湍流动能耗散率标度律的过程中采用传统的统计学方法。实验结果显示,对于不同尺度上和不同法向位置湍流耗散率标度律来说,湍流耗散主要发生在小尺度上,也就是说湍动能耗散率标度律在小尺度上具有普适性。另外,根据层次结构理论假设,通过PIV实验数据对最高激发态的标度指数进行了研究,结果发现,最高激发态存在绝对标度指数,并且绝对标度律是由信号中最强耗散涨落的局部结构产生的。     

MHD控制超声速边界层的理论研究和数值分析

对MHD(mechanisms of magnetohy drodynamics)控制超声速平板湍流边界层的机理进行了理论研究和数值模拟. 理论上,采用等离子体低频近似碰撞频率模型,建立等离子体中电子和离子的力平衡方程,得到等离子体速度、极化电场以及边界层速度. 数值上,通过空间HLLE格式、LU--SGS时间推进求解时均磁流体动力学湍流方程,其中湍流模型采用sst--k\omega双方程模型. 研究结果表明:(1)边界层速度的理论结果和数值结果误差在7%范围内;(2)只有磁场而电场为零时,洛仑兹力起到减小摩阻的作用. 施加电场后,洛仑兹力能够加速边界层低速区流体;(3) 在边界层外层,越靠近壁面,作用参数越小;而在边界层近壁区黏性底层,虽然惯性力减小, 但黏性力却迅速增加,因此越靠近壁面,作用参数反而越大,加速低速流的代价增加.      

可压缩各向同性衰减湍流直接数值模拟研究

采用五阶有限差分WENO格式直接模拟了高初始湍流Mach数的可压缩均匀各向同性湍流,主要分析了湍流的统计特性 和压缩性的影响,包括能谱特征、激波串、耗散率、标度律等. 研究表明,湍动能主要来自于速度场螺旋分量的贡献;各向同性湍流的小尺度脉动对压缩性更为敏感,并且压缩性的增强加快了湍流大 尺度脉动向小尺度脉动的湍动能输运;随着湍流Mach数的升高,胀量(压缩)耗散率所占比率也显著增长. 标度律分析表明,强可压缩湍流的横向速度结构函数仍然具有扩展自相似性;当阶数较高(p ≥ 5)时,纵向速度结构函数的扩展自相似性则不再成立. 对于压缩性较弱的湍流,与不可压缩湍流一致,横向湍流脉动的间歇性要强于纵向湍流脉动;而对于强可压缩湍流,纵向湍流脉动的 间歇性要强于横向湍流脉动.