高雷诺数下的圆柱绕流问题——以蜡烛燃烧为例

本文针对高雷诺数下的圆柱绕流问题,以火焰熄灭为例进行了相关的实验研究.结果表明在一定范围内,火焰熄灭时间与障碍物直径、蜡烛与障碍物之间的距离、蜡烛燃烧速率成正比关系,与气流流速成反比关系.通过分析发现实验数据与理论分析一致,说明了文章的实验方法可行、结论正确,为深入研究圆柱绕流、火焰燃烧问题及二者之间的联系提供了重要支撑.     

基础实验试题A-2和A-3:毛细管中液体的流动及风洞实验

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A"流体的流动"中的第二部分"毛细管中液体的流动"和第三部分"风洞"的内容,并给出了参考答案及竞赛结果分析.第二部分试题包括基于泊肃叶定律的倾斜毛细管测量液体黏度及根据毛细管中液体流动的物理状态与雷诺数的关系进行的实验拓展.第三部分涵盖研究乒乓球在风洞内受到的摩擦阻力与风速...     

Local Heating Effect of Flow Past a Circular Cylinder

Heating effects of air flows past a two-dimensional circular cylinder at low Reynolds numbers and low Mach numbers are investigated by numerical simulation. The cylinder wall is heated partially rather than heated on the whole surface as with previous researches. The heating effects are completely different for various heating locations on the cylinder surface. Heating either windward or leeward side stabilizes the flow and reduces or completely suppresses vortex shedding from the cylinder at supercritical Reynolds numbers, which is consistent with previous results of heating on the whole surface of the cylinder. However, as the lateral sides of the cylinder （perpendicular to the stream-wise direction） are heated, an adverse effect is found for the first time in that the flow is destabilized and vortex shedding can be excited at subcritical Reynolds numbers. As the lateral sides of the cylinder are cooled, the flow is stabilized.     

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世界的复杂与物理基本定律的简单形成鲜明的对比.近年来,大量的研究致力于存在复杂输出的系统,这些研究并没有建立任何新的物理定律,但提供了接近复杂系统的适当的途径[1].从经典力学的牛顿三定律到量子力学的薛定谔方程,我们学习的物理定律是如此清晰而简洁,而在物理教室之外望去的世界是如此的复杂.探寻自然现象所遵循的基本规律,研究由此而产生的复杂现象,是基础研究的两大重要任务.流体由于它的易流动性,常常产生包括涡流和湍流在收到2009-05-14.     

桨-舵间距和雷诺数对潜艇尾部伴流场均匀性的影响研究

采用Realized k-ε湍流模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型在低雷诺数和高雷诺数条件下的三维粘性流场分别进行了数值模拟,研究了桨-舵间距以及雷诺数对螺旋桨盘面伴流场的影响.计算结果表明:适当的加大桨-舵间距对提高潜艇尾流场的均匀性有显著的效果;桨-舵间距对潜艇桨盘面伴流场均匀性的影响在潜艇的低雷诺数状态和高雷诺数状态具有同样的规律.     

f =325 MHz,β=0.52 双柱超导Spoke 腔电磁设计

中国科学院近代物理研究所设计的工作频率为325 MHz、最优β为0.52 的双柱超导Spoke 腔的电磁已经完成。详细地描述了Spoke 基部横截面形状和大小对腔体射频性能的影响,采用了跑道形来取代通常的圆形Spoke 基部截面。从归一化峰值电磁场和分路阻抗两方面出发,比较了横截面为横向跑道和纵向跑道的Spoke 基部。Spoke 基部横截面的形状为横向跑道时能得到较好的射频参数,满足中国ADS(C-ADS) 的工程需求。最后利用CST 粒子工作室对得到的腔体进行了二次电子倍增分析,在工作电压附近不存在二次电子倍增,验证了该腔体形状的可行性。The EM design of a 325 MHz β= 0.52 superconducting double Spoke cavity has been finished at Institute of Modern Physics (IMP), Chinese Academy of Sciences(CAS). In this paper, the optimization of the Spoke base is described in detail. The goal is to minimize the peak surface field and maximize the shunt impedance. The common cylinder is replaced by the racetrack shape for the Spoke base. The transverse racetrack Spoke base can offer a better RF property than the longitudinal racetrack Spoke base, which meet the requirement of the C-ADS. The simulation of multipactor finished by CST Particle Studio is also presented, which gives a promising result that there is no multipactor around working voltage.     

超临界翼型跨音速特性实验研究

针对新设计的超临界翼型,采用风洞实验方法验证和评估了其气动特性。在增压连续式跨音速风洞(NF-6风洞)开展了超临界翼型跨音速特性的实验研究,验证了该翼型设计的压力分布曲线特点。激波位置和波后压力平台区长度表明设计结果和实验结果基本一致,揭示了超临界翼型跨音速的气动特性;阻力发散马赫数达到期望的设计指标,探讨了雷诺数对该翼型气动特性的影响。最后采用升华法实现了翼型表面流动特性的显示。结果表明转捩点约在16%弦长位置。     

Squeeze flow of a second-order fluid between two parallel disks or two spheres

The normal viscous force of squeeze flow between two arbitrary rigid spheres with an interstitial second-order fluid was studied for modeling wet granular materials using the discrete element method. Based on the Reynolds‘ lubrication theory, the small parameter method was introduced to approximately analyze velocity field and stress distribution between the two disks. Then a similar procedure was carried out for analyzing the normal interaction between two nearly touching, arbitrary rigid spheres to obtain the pressure distribution and the resulting squeeze force. It has been proved that the solutions can be reduced to the case of a Newtonian fluid when the non-Newtonian terms are neelected.     

三维斯托克斯流动在扁球坐标系中的基本解及其应用

通过把Lamb基本解中的调和函数转换为扁球坐标系下的表达式,这项研究成功地得到了一个新的Stokes流动三维基本解.此基本解可用于解决任意多个扁椭球处于任意位置和方向时的流动问题.应用最小二乘法,三维流动问题中常遇到的收敛性差的困难在此得以完全克服.结果表明该方法具有准确度高,收敛性好和计算量小的特点.由于扁球可用于模拟从圆盘到圆球的多种物体形状,此基本解被用于系统地分析了各种几何因素对两个扁球所受力和力矩的影响.为了显示此方法的通用性,该基本解还用于研究了两例三个扁球的问题.     

钝体尾流控制机理及方法研究进展

首先从涡脱落生成理论出发对钝体尾流控制方法进行了分类,并简单介绍了国内尾流控制研究情况. 之后介绍了我们用窄条或小方柱取代小圆柱后,对Strykowsky和Sreenivasan 控制方法的改进及其在高雷诺数下对圆柱和方柱尾流涡脱落的有效抑制情况, 并探讨了控制件钝度对抑制效果的影响.第3部分用实验数据对各个涡脱落生成模型做了分析与检验, 指出控制件方法的机理与改变钝体分离位置、减小钝体背压吸力、改变流动的展向相关性、 防止钝体两侧剪切层相互作用等无关,而与钝体近尾流速度剖面的局部修正及其稳定性的改变有关. 最后简单介绍了控制件方法今后研究工作展望及其工程应用前景.