充分发展湍流场中Pr数对被动标量输运的影响

采用直接数值模拟方法,研究壁湍流中分子Pr数对湍流被动标量输运的影响.发现在槽道湍流的外层,湍流雷诺平均普朗特数PrT与分子普朗特数的倒数呈线性关系;湍流亚格子普朗特数PrT与分子普朗特数的关系较为复杂,在分子普朗特数为1附近时,湍流亚格子Prt数出现极小值.     

关于湍流拟序结构的思考

本文在简要地回顾了30多年来湍流拟序结构研究的进展之后,评述了目前拟序结构研究的动态。笔者强调准确的湍流场数据库建立的重要性,它是定量描述和研究拟序结构的基础。笔者评述了关于拟序结构目前流行的几种观点和方法,认为应当把研究拟序结构的动力学作为我们研究的目标。笔者深信准确掌握拟序结构的动力学规律,对于预测和控制湍流将有极大的推动。     

城市大气环境的大涡模拟研究进展

本文回顾城市大气污染扩散的研究实践与进展, 介绍城市大气环境流动的特点和用现代计算流体力学手段开展城市大气环境的大涡模拟研究方法, 包括: 数学模型, 控制方程、亚网格湍流模式、定解条件及其数值方法. 其中, 重点介绍中尺度到微尺度的耦合模型与适用于复杂城市下垫面(满足大涡模拟分辨率要求且计算量较小)的组合模型;并给出实际算例和结果分析, 包括准确度的统计估算和湍流特性等. 最后, 讨论城市大气环境数值模拟方法进一步改进的方向和城市大气环境流动与污染物扩散数值研究应重点关注的几个问题.     

壁湍流结构的二维子波分析

对槽道湍流直接数值模拟的脉动速度场进行了二维子波分析。研究了近壁区低速条带结构的多尺度特性。利用定义的局部雷诺应力测度结合平坦因子的方法对湍流脉动速度分解,得到脉动速度的间歇成份和高斯成份。用局部雷诺应力测度正的峰值为特征,通过条件统计平均,得到近壁区典型的拟序结构。     

Multi-Scale Analysis of Energy Transfer in Scalar Turbulence

The energy transfer of homogeneous scalar turbulence is studied numerically by triad interaction in spectral space. The different transfer properties between turbulent kinetic energy and turbulent scalar energy reveal that non-local energy transfer exists as important as the local energy transfer in scalar turbulence. The non-local energy transfer of scalar turbulence results from non-local triad interaction. As a result there will be longer inertiaconvective range in scalar turbulence than the inertial subrange in turbulent kinetic transfer at Reλ = Peλ. The non-local transfer of turbulent scalar energy generates more energy transfer into dissipation range. The discovery of non-local transfer of turbulent scalar energy indicates that this phenomenon should be concerned carefully in numerical scheme and subgrid modelling of direct numerical simulation or large eddy simulation scalar turbulence.     

空间发展固管转捩的直接数值模拟

利用直接数值模拟研究圆管流动中由局部壁面引入的周期性吹吸(PSB)扰动沿流向的空间发展，流动的雷诺数Re选定为3000．在临界幅值的PSB扰动下，在较短的圆管内，圆管中的扰动沿流向快速增长，在足够长的圆管内，扰动沿流向持续增长发生转捩，流动发展到湍流阶段．     

纵向涡对近壁湍流结构的影响

在封闭水槽中用氢气泡方法观察了纵向涡对近壁湍流结构的影响，涡的下洗侧出现了展向距离较宽、流动较稳定的快斑区，流向速度快；涡的上洗侧出现了含有慢斑的区域，流动结构复杂，流向速度慢，纵向涡使下洗侧速度较快的流体流向壁面，使上洗侧速度较慢的流体远离壁面。     

1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产废液处理及氯化锌回收利用

1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产废液量大且危害严重,本文探究了NaClO、H₂O₂氧化处理废液的效果及存在的问题,同时提出了高温碳化处理的新工艺路线。 实验结果表明,采用NaClO、H₂O₂氧化处理废液未能达到理想要求,且回收的固体色泽差、无催化活性。 而废液经143 ℃蒸馏、残留液500 ℃高温碳化处理40 min后回收的氯化锌,具有良好催化活性,可使单苯腙转化率达到52.6%,实现了其在1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产过程中的循环利用 。研究结果为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产废液处理及资源综合利用提供了一条新途径。     

标量湍流的能量传输特性

应用直接数值模拟数据，从标量湍流传输的三波关系出发，进行湍流及标量湍流传输谱的多尺度分析，研究不同尺度间的能量传输性质，证实标量能量的传输与湍动能传输具有不同性质，大尺度速度脉动对标量传输有较大贡献，尤其是与标量小尺度脉动的相互作用，使标量模拟需要有比速度场更高的网格分辨率；并发现标量湍流的能量传输具有明显的非局部性；另外，定义了能量传输系数，发现在相同的Re数和Pe数条件下，标量湍流的对流惯性较速度脉动的惯性子区宽．     

湍流边界层中重粒子弥散的随机模型

在重粒子轨道模型的基础上，引入了Saffman力，并考虑了粒子-固壁碰撞和粒子-粒子碰撞的影响，建立了重粒子运动方程，耦合湍流脉动的随机方程，发展了重粒子弥散的随机模型，并在湍流边界层中考察该模型．将数值计算结果与实验结果进行比较，同时考察了Saffman力和粒子碰撞对计算结果的影响．