用子波分析能量最大准则修正检测壁湍流猝发的mu-level法

将壁湍流脉动速度信号子波分析技术引入壁湍流相干结构猝发检测的研究,基于子波分析能量最大准则确定相干结构猝发的时间尺度,对能量最大时间尺度的子波系数进行子波逆变换,获得能量最大时间尺度的脉动速度信号。根据其自相关函数的波长确定相干结构的平均猝发周期;根据能量最大时间尺度的子波系数的正极大值和负极小值检测壁湍流喷射和扫掠事件,获得壁湍流相干结构喷射和扫掠事件的相位平均波形。该方法可以不需要确定门限值,有效排除了小尺度脉动的干扰。     

湍流边界层相干结构剩余脉动雷诺应力项的实验测量

用IFA300恒温热线风速仪和X形二分量热线探针以采样间隔小于湍流耗散时间尺度的分辨率精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的瞬时流向、法向速度分量的时间序列信号。用条件采样和相位平均技术提取了相干结构猝发过程中相干结构剩余脉动雷诺应力和随机脉动对相干结构贡献的雷诺应力的条件相位平均波形。基于理论上对湍流相干结构动量方程中随机脉动对相干结构贡献的雷诺应力和相干结构剩余脉动雷诺应力项的分析,对两种雷诺应力项进行了对比研究。研究发现,相干结构剩余脉动雷诺应力项在数值上具有和随机脉动对相干结构贡献的雷诺应力相同的数量级,表明在相干结构动力学模型方程中,相干结构剩余脉动雷诺应力项并不像以前估计的那样可以忽略不计。     

纵向沟槽壁面湍流边界层内类开尔文-亥姆霍兹涡结构的流动显示

纵向沟槽壁面的湍流边界层,当沟槽的脊-脊内尺度无量纲展向间距s+ 在一定范围内,与光滑壁面湍流边界层相比,具有减阻效应;并在s+ 约为17 个黏性长度单位时减阻效果达到最优,之后其减阻趋弱,直至增阻;其原因可能是沟槽壁面湍流边界层由于“开尔文-亥姆霍兹” 不稳定性而产生的一种“类开尔文-亥姆霍兹”展向涡结构. 实验采用烟雾流动显示技术,首次在风洞中显示了这种“类开尔文-亥姆霍兹” 展向涡结构,确认了其存在性,并在概念上简单勾勒了其结构模型.      

壁湍流猝发过程中速度分量的相位差对雷诺应力影响的实验研究

用IFA300恒温热线风速仪和×形二分量热线探针,以采样间隔小于最小湍流时间尺度的分辨率,精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的瞬时流向、展向速度分量的时间序列信号.用子波分析辨识壁湍流相干结构猝发事件的能量最大准则,确定壁湍流相干结构猝发事件的时间尺度;用条件相位平均技术提取了相干结构猝发过程中流向、展向脉动速度分量条件相位平均波形,用互相关方法研究了相干结构猝发过程中流向、展向脉动速度分量条件相位平均波形的相位差关系及其对雷诺应力的影响,发现在缓冲层和对数律区,展向脉动速度与流向脉动速度的条件相位平均波形具有不同的相位;当两者相位基本一致时,雷诺应力达到正的最大值,此时湍流相干结构的产生非常活跃;当两者相位差分别集中在90°和270°附近时,雷诺应力的幅值减小并接近于零,此时湍流相干结构的产生和猝发都得到了抑制.     

Using wavelet transform to study the Lipschitz local singular exponent in wall turbulence

I.IntroductionThenearwallcoherentstructureinaturbulentboundarylayer11aslongbeenthesubjectforalarge11umberofinvestigations.Thereisnolongeranydoubtthatcoherentstructuresareamajorcompollentinwall-boundedturbulentshearflows.Theyplayanimportantroleintheproduction,dissipationandtransportationofturbulentenergy.Oneofthenumerousdifficultiesofthesestudiesishowtoquantitativelymeasurecoherentstructurefromphysicalexperimentsorfi.omdirectnumericalsimulations.Thegoalistoisolateorcharacterizethecoherentstruc…     

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.     

催化重整单元氢气气团爆炸超压分析

基于计算流体力学分析软件（FLACS），以催化重整反应单元为例建立事故模型，研究不同形状障碍物、泄漏位置，对不同泄漏时间和泄漏监测点的氢气爆炸超压的影响情况。通过研究，建立了与气体燃烧热与爆炸监测点距气团中心距离相关的最大爆炸超压模型。研究结果表明，在研究设计的遮挡物条件下，气体爆炸最大超压与折合距离在对数坐标系中均呈近似线性关系；对于不同的遮挡物，爆炸超压模型需进行修正；在反应器中部发生的事故场景，泄漏5 min后最大爆炸超压明显增大。     

离散数学实验教学系统设计

研究了离散数学教学系统的实现目标、分析了系统的总体框架,设计了系统各个模块的功能,进行了集合与关系、图论、群与真值表的算法分析,画出了系统实现的流程图,利用计算机语言编程实现了系统的主界面和各个功能模块.该系统不仅可以形象直观的帮助学生更好的理解离散数学抽象难于理解的理论知识,也便于教师和学生研究离散数学与数据结构以及程序设计相结合的综合设计方法.该系统易于实现,使用简单方便,可以更好的辅助课程的课堂教学.     

Effect of high-or low-speed fluctuations on the small-scale bursting events in an active control experiment

Active control of a fully developed turbulence boundary layer(TBL) over a flat plate has been investigated with a statistical view. The piezoelectric(PZT) oscillator is employed to produce periodic input into the inner region of the TBL.A wall probe is fixed upstream of the oscillator to identify the high-or low-speed fluctuations as the detecting signals.Then, the impact of the detecting signals on the small-scale bursting process is investigated based on the data acquired by the traversing probe downstream of the oscillator. The results indicate that the small-scale bursting intensity is restrained more apparently at high-speed detecting fluctuations but less impacted at low-speed detecting fluctuations. Furthermore, the perturbed-scale fluctuations arrange the small-scale bursting process in the near-wall region. The detecting signals have an obvious impact on this arrangement, especially the high-intensity regions of the small-scale bursting events: the vibration enhances the intensity at high-speed detecting signals but weakens it at low-speed detecting signals in these regions, which gives a direct evidence on how detecting signals interfering the small-scale bursting process.     

基于Stereo-PIV技术的三维发卡涡结构定量测量研究

发卡涡是湍流相干结构研究中最为关注的内容,实现发卡涡三维结构的定量测量并进行流体动力学分析,对深入研究湍流相干结构、实现湍流精准控制等具有重要意义.本研究通过对合成射流装置进行合理控制,使得层流边界层中产生了规则的人造发卡涡结构,进而用体视图像粒子测速仪(Stereo-PIV)锁相实验技术对发卡涡结构所在的三维空间流场进行了定量测量,并得到了一个完整周期内形成的发卡涡三维结构的空间流场. 结果发现,重构所得的三维发卡涡结构质量较高, 实验技术和方案具有可行性.发卡涡结构所在空间流场情况,符合目前人们对于发卡涡、高低速条带、喷射和扫掠事件的常规认识. 此外,对近壁二次流向涡、展向涡量集中区域的展向涡头和强剪切区域、与低速喷射流体相关的汇聚流动和发散流动等有了更细致的认识.同时, 也探讨了"基于二维脉动流场的相关特征去重构发卡涡三维流场"的可行性.为进一步定量探究发卡涡结构的形成演化、不同涡结构的融合及二次诱导等壁湍流相干结构问题提供思路.