模拟气泡幕激光近轴前向散射照度分布

从Mie散射理论出发,利用单气泡散射理论模型研究了激光前向散射特性以及激光前向散射光轴周围激光照度分布状态。选用波长为632.8 nm的激光,在不同介质和不同压强下测量并分析了气泡幕的散射光照度。研究表明,激光前向散射光主要分布在离光轴0.588的范围内,其沿激光光轴呈轴对称分布,并且沿光轴方向截面分布为高斯分布;在考虑水体自身散射时,0.006 MPa、0.008 MPa和0.010 MPa下,各个散射角被散射掉的光大概占激光前向散射照度的35%、45%和55%,可得到无论考虑水体自身散射与否,激光前向散射光与压强皆成反比。     

圆柱绕流流场结构的大涡模拟研究

为进一步揭示绕流现象的形成机理,本文分别对处于层流稳态区、尾流过渡区、剪切层转换区Re分别为26、200、1.4×105的三种典型流态下的单圆柱绕流进行了二维数值模拟研究。Re为26时应用层流模型直接求解N-S方程,而Re分别为200、1.4×105时使用大涡模拟的方法进行计算。数值模拟很好地再现了稳定的涡旋结构、周期性交替脱落的卡门涡街结构、不规则的涡旋结构,在此基础上分析了尾流结构的基本特征及其压强分布规律、平均的流场特性、积分参数(如升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔等),并与有关研究成果进行了对比。研究发现,采用不同流动介质时流场特性有所差异,空气为介质时的计算结果更符合实验的成果,而水为介质时计算结果偏差较大,这主要是由尾流涡旋产生的不合理负压造成的。     

尾流光学信号的处理方法

主要利用滤波器、离散傅里叶变换、以及统计信号处理方法等对实验室模拟的尾流信号进行分析和处理、计算.从能量的角度来看,光学信号在有无气泡幕情况下的区别是非常明显的;利用滤波器只能作为尾流光学信号的预处理,从实际应用来看,需要做进一步处理;离散傅里叶变换对不同气压下得到的处理结果存在的区别,必然也为判断不同航速、不同尾龄下的尾流提供了一种线索;以Chirp z变换的形式对尾流光学信号进行处理,使得这种分布具有相当直观的图形,结合适当的图形处理方式,将有可能确定探测尾流光学性质的特征信号.     

两并列方柱绕流相互干扰的数值研究

用数值方法研究了绕流两并列方柱的气动力及其相互干扰.使用了陈素琴等人提出的对流项用三阶逆风格式的带多重网格的改进的MAC方法,对两并列方柱的流场进行了模拟.结果表明:两并列方柱在不同的间距比时其干扰特征有很大的不同,小间距比时出现双稳态偏流,流动并不对称于双方柱间隙的中心轴线,而是偏向其中的一个方柱.     

基底对离子束与层状二维电子气作用的影响

采用线性化量子流体动力学（Quantum Hydrodynamics QHD）模型和Poisson方程相结合，研究了离子束与存在基底的双层二维电子气平面相互作用时的静电激发现象。选择恰当边界条件，推导出相互作用过程中的感应电子气密度、感应电势及阻止本领的一般表达式。结果表明，随着基底介电常数的增加，两个平面内的感应电子气密度以及空间感应电势振荡的波长明显变长。同时，由于两个电子气平面间的耦合作用，阻止本领随速度变化曲线出现明显的双峰结构，随着介电常数的增大，双峰结构逐渐消失。     

线导+尾流自导鱼雷的有效射击可行域

基于线导+尾流自导鱼雷的弹道特点和末端尾流进入角的使用限制,选用Runge-Kutta方法,得出线导+尾流自导鱼雷在不同尾流进入角和不同射距时的弹道轨迹,进而分析并解算出线导+尾流自导鱼雷有效射击可行域.方法对自导鱼雷有效射击可行域解算方法进行了较大改进,能更好地满足线导+尾流自导鱼雷作战使用时射击阵位点选择需求.     

圆柱尾流温度标量场的小波分析$lt;font color="#ff0000"$gt;$lt;font color="#ff0000"$gt;（已撤稿）$lt;/font$gt;$lt;/font$gt;

通过使用一排16根冷线探头排在多个空间点同时测量微加热圆柱的尾流温度场, 用小波分析技术对瞬时温度场的时间序列信号进行多尺度分析, 目的是研究不同尺度脉动温度对总体温度场的贡献.直径为d = 12.7 mm 的圆柱产生了被测的尾流, 对应的雷诺数为5500, 测量区域位于下游距离为2d 和 20d 之间. 基于小波多尺度分辨技术, 尾流温度场被分解为不同温度脉动特征尺度的小波分量. 通过分析这些小波分量的瞬时温度等值线图, 能够直接观测到不同特征尺度的涡结构运动特征和湍流间歇过程. 特别地, 我们在近场区从原始信号分解获得的高频区域中发现了K-H涡的存在. 不同尺度的温度方差沿流向的变化表明, 在下游距离为x=3d和 20d之间, 中等尺度的结构比大尺度和小尺度结构对总的温度均方根的贡献更大. 不同尺度的自相关函数表明, 大尺度和中等尺度的结构显示出较大的相关性, 而高频的小波分量则更快地失去了原有的拟序性. 关键词： 湍流尾流 被动标量 小波分析     

圆柱热尾流中温度的概率密度函数

本文通过实验研究圆柱热尾流中温度的概率密度函数在不同雷诺数下沿中心线的演变以及其与湍流混合程度的关系.实验中雷诺数的取值范围是1200-8600,温度是由直径为0.63 μm的冷线探针测量的.实验结果表明,温度概率密度函数在尾流中场区随空间位置变化显著.雷诺数的增加加快了这个变化过程,特别加速了尾流中心线温度的概率密度函数从非高斯向近似高斯分布的演变.     

Interaction of a submerged horseshoe vortex with a free surface

In this paper a submerged horseshoe vortex under a free surface is discussed and the algebraic expression of the wave elevation is obtained. From this expression, some characteristics of the ship wave are described. There exists a smooth region near $\theta = 0^\circ$, but when the uniform stream passes the other singularities (source, sink, doublet, etc.) there is no smooth region. The mechanism of synthetic aperture radar (SAR) images of the narrow ship wakes is also explained.     

旋转振荡板尾流的控制研究

桥跨结构发生颤振时的旋涡尾流可由二维强迫旋转振荡板绕流模拟. 在弦厚比B/H = 5的振荡板两侧对称地放置两个宽度比均为b/H = 0.33的窄条, 对尾流的锁频旋涡脱落进行控制. 采用数值模拟和实验验证方法, 对旋涡场、尾流平均和脉动速度, 以及板所受扭转力矩和升力进行研究, 研究的振幅范围β = 0° ~ 10°, 振频范围f_eH/V_∞ = 0 ~ 0.0857, 雷诺数Re = V_∞H/V = 2800. 窄条位置分为板的前缘、中央和尾缘3种, 控制参数为窄条横向坐标y/H. 根据实验结果, 当窄条位置y/H在一定范围, 振幅β = 0° ~ 7.5°, 振频f_eH/V_∞ = 0 ~ 0.08时, 有控制和无控制尾流脉动速度功率谱主峰的比值远低于1, 最低可达0.3左右. 根据数值模拟结果, 当中央控制件位于y/H = ±1附近时, 在振幅β = 0° ~ 7.5°, 和一定频率范围内, 脉动扭转力矩均方根和升力均方根都有大幅下降, 最多可分别降低43%和80%. 引入第一和第二涡黏系数, 将尾流无规则脉动形成的湍流法向和切向应力, 分别与扰动速度幅值的法向和切向梯度相联系, 得到线性稳定性方程. 稳定性分析表明, 施加控制后, 最大扰动放大因子ω_{i max}大幅降低, 扰动增长的频率范围显著收窄. 窄条改变尾流速度剖面形状并增大湍流涡黏系数, 从而减弱尾流的不稳定性.