轴对称湍流边界层接近分离时的特性

逆压力梯度下湍流边界层的分离是一个吸引许多人研究的问题。本文提出了轴对称湍流边界层的分离准则以及流动向壁面剪切应力为零发展的中间阶段的特性。     

二维曲壁扩压器内湍流边界层分离的研究

本文应用二维双色四光束激光多普勒测速仪和压强探针样细地测量了二维非对称曲面扩张通道内的不可压湍流边界层分离流动，得到了时均速度和雷诺剪应力以及正反向间歇流动因子和静压分布。实验结果分析表明；湍流边界层分离时，沿边界层高度方向存在着明显的压强差。压强差的极小值对应于位移厚度曲率的极大值和瞬时间歇分离点。Ｂａｒｄｉｎａ对数尾迹律可以较好地描述瞬时间歇分离点之前的边界层速度分布，但无法描述分离的边界层速     

曲率对二维曲壁扩压通道中流动的影响

本文用边界层微分法计算了二维曲壁扩压通道内的流动,探讨了曲率对其内部气流参数的影响规律,并根据Cebeci逆方法的思想,提出了一个计算包括小分离区在内的流动的方法.通过对三个不同形状的通道进行计算和试验,证明采用本文的方法对二维曲壁扩压通道内气流参数进行预测是可行的.     

平板湍流边界层的声辐射

基于平板湍流边界层的壁压起伏波数—频率谱 ,给出了一种湍流边界层声辐射的估算方法 ,并对光滑平板湍流边界层和平板表面粗糙度引起的湍流边界层声辐射进行了分析。结果表明 :湍流边界层声辐射是一种四极子声辐射 ,且其辐射声能集中于平板表面粗糙度引起的湍流边界层声辐射 ;光滑平板湍流边界层的声辐射也不可忽略。     

突扩微通道中流体电渗驱动的LBM模拟研究

通过带有外力项的不可压格子Boltzmann方法模拟了突扩微通道中的电渗流动.深入研究了扩张比ER,离子摩尔浓度c。。,ζ电势及外加电压对流动的影响.计算结果表明,与压力驱动相比,在突扩通道中电渗驱动可以抑制边界层的分离.同时,流速、压力、壁面电荷电势在突扩处均发生突变,且这种突变与扩张比ER及离子摩尔浓度c。。紧密相关.外加电压沿通道轴线呈线性分布,但在突扩处存在拐点.而且,随着ER增大收缩通道中的压力由线性向非线性转变.研究还发现,随着ER或c_∞逐渐增大,通道出口速度剖面由凸形向凹形转变.这是由于扩张通道中的逆压力梯度与流体所受的电场力相互作用的结果.此外,在其他条件不变的情况下,ζ电势和外加电压对出口速度剖面没有影响.     

管道凸起激波/湍流边界层干扰的数值模拟

采用基于部分平均的湍流方程组,模拟了管道凸起流动中两种不同强度的激波-湍流边界层干扰现象,对流场的时均参数与实验值进行了比较,计算得到的壁面压力分布、摩阻系数分布、边界层厚度和速度型与实验值比较吻合很好.结果表明基于部分平均的湍流方程组既能够准确模拟小分离的激波/湍流边界层干扰流动又能够准确模拟大分离的激波/湍流边界层干扰流动,较好地预测了典型的λ激波结构.     

三维不可压缩边界层分离流的反解法

本文提出了计算具有分离区的三维层流和湍流边界层的一种反解法。计算中采用了半正交曲线坐标系和涡粘性各向异性湍流模型。数值分析中采用了变换域技术和 Keller分块差分格式。用本文方法计算了一个三维边界层分离流实例,计算结果同实验数据吻合得很好。     

分离流动物理特性研究进展

分离流问题的研究在当前流体力学中占有十分重要的地位。它不仅具有重要的理论意义并且具有广泛的应用价值。本文着重评述三维分离流中的基本物理特性和它的流动结构。重点讨论了三维定常分离的两种模式及其判别准则;在三维分离流中应用奇点拓扑理论的定性分析;按照流动的物理特性对三维分离的分类;分离面的物理特性。最后简单介绍了目前在研究湍流边界层分离方面的进展。      

离心叶轮正冲角流场计算的边界层方法

本文使用stanitz快速分析法计算主流,用积分法计算带旋转和曲率的二维不可压湍流边界层.通过流量方程将两者紧密联系起来、同时求解,能够连续计算至分离区.可方便快速地用于估算离心叶轮在正冲角工况下的流场.     

用平均速度剖面法测量壁湍流摩擦阻力

用IFA300恒温热线风速仪精细测量风洞中不同雷诺数流动条件下的平板湍流边界层近壁区域对数律平均速度剖面．利用平板湍流边界层近壁区域的对数律平均速度剖面与壁面摩擦速度、流体黏性系数等内尺度物理量的关系和壁面摩擦速度与壁面摩擦切应力的关系,在准确测量平板湍流边界层近壁区域对数律平均速度剖面的基础上,测量平板湍流边界层的壁面摩擦阻力．实现了平板湍流边界层壁面摩擦阻力的无干扰或微小干扰测量．该种方法操作简便,不需要在流场中安装测力天平、传感器等复杂的测量装置,不需要对湍流边界层的壁面进行破坏,不会影响湍流边界层壁面附近区域原有的流场条件,是一种切实可行的测量平板湍流边界层壁面摩擦阻力的简便方法．     

周期性扰动在湍流边界层中沿法向的衰减

在开口式循环水槽底部湍流边界层外区中引入周期性扰动,利用X型热膜探针对下游扰动进行测量。研究了湍流边界层中周期性人工扰动对湍流结构的影响,获得了人工扰动在湍流边界层中沿法向的衰减趋势。     

在超声速流动中激波与边界层的干扰特性

激波与物面边界层的干扰涉及可压缩流动的稳定性、转捩、分离等问题,直接影响到飞行器的阻力、表面热防护和飞行性能等工程技术问题。首先总结了前人对于激波与边界层的干扰所做的工作,之后重点研究和对比分析了超声速与跨声速流动中,正激波、斜激波以及头部激波对于飞行器层流和湍流边界层的干扰影响。激波强度的不同对边界层干扰作用不同,在强干扰情况下将会引起边界层分离和翼型失速。     

用三分量热线探头测量平板湍流边界层

本文用三分量热线探头，同时测量了零压梯度平板湍流边界层三个方向的脉动速度分量；用数学信号处理技术研究了平板湍流边界层的统计特性，并对测量结构进行了讨论。     

轴向引气口位置及进口条件对可控涡扩压器流场的影响分析

采用黏性定常不可压缩Navier-Stokes方程及Realizable k-ε两方程湍流模型研究了可控涡扩压器轴向引气口位置及进口条件变化对流场的影响。结果表明:轴向引气口在突扩台阶处时,扩压效率为39.5%,比无开口情况(36.6%)有所提高,但不及在突扩喉部开口情况(78.5%),从提高扩压效率角度考虑,选取开口位置时应取突扩喉部;气体入口速度增大时,扩压器扩压效率增大约0.3%,总压损失减小约0.4%,扩压性能变化不明显;气体入口湍流度增加时,扩压性能变化较为明显,扩压效率减小约3%,总压损失增大约3%;引气量增加时,扩压性能变化最为显著,扩压效率增大约37%,总压损失减小约34%。     

壁面加热湍流相干结构的子波分析实验研究

通过在平板湍流边界层沿流向固壁表面平行放置若干条通电加热的金属细丝,在平板表面形成沿展向周期性分布的温度场,利用该温度场引起的空气热对流,在湍流边界层近壁区域产生一组沿湍流边界层展向周期分布的大尺度流向涡结构,改变了平板湍流边界层中不同尺度结构及其能量分布。采用对壁湍流多尺度结构的子波分析表明,在湍流边界层近壁区域产生规则的流向涡结构将壁湍流各种尺度湍涡结构不规则的脉动有序地组织起来,抑制了壁湍流各种尺度湍涡结构脉动,特别抑制了能量最大尺度湍涡结构的脉动,减小由于湍流脉动引起的在湍流边界层法向和展向的动量和能量损耗,从而减小了湍流的阻力。     

大气边界层(摘译)

大气边界层的定义:在大尺度空气流中,由于湍流摩擦和科里奥利力共同作用的结果,在行星表面附近形成了大气边界层。大气边界层与一般工程中所考虑的大多数边界层不同。它的特点是受科里奥利力(亦即行星旋转)的影响。也受空气密度分层的影响(通过浮力影响湍流),因而大气边界层是旋转分层重流体中的湍流边界层。      

INTERFERENCE OF SHOCK AND BOUNDARY LAYER IN SUPERSONIC FLOW

激波与物面边界层的干扰涉及可压缩流动的稳定性、转捩、分离等问题,直接影响到飞行器的阻力、表面热防护和飞行性能等工程技术问题。首先总结了前人对于激波与边界层的干扰所做的工作,之后重点研究和对比分析了超声速与跨声速流动中,正激波、斜激波以及头部激波对于飞行器层流和湍流边界层的干扰影响。激波强度的不同对边界层干扰作用不同,在强干扰情况下将会引起边界层分离和翼型失速。     

湍流一般机理及其应用

本文综述了湍流机理发展中最重要的一些文章,包括:Brown-Roshko的混合剪切层中大尺度涡的发展;Perry和Chong的湍流边界层中A形涡结构的湍流机理;以及笔者提出的关于3维湍流场中涡结构的涡量脉动对流和扩散并存的一般机理。在一般机理基础上建立了判别流场的准则,列举了在固壁边界附近的猝发现象并展望它的未来应用。      

基于雷诺应力模型的平衡大气边界层模拟

基于雷诺应力湍流模型（简称RSM模型）,研究了平衡大气边界层风场数值模拟问题．假设流体不可压,且不计雷诺应力输运方程中的对流项、浮力产生项、系统旋转产生项和扩散项,在准各向同性的条件下,推导出RSM模型湍动能k的表达式是标准k-ε模型k常数表达式的0.893倍．考虑k沿高度变化的修正,根据在标准k-ε模型中满足水平均匀性的湍流来流边界条件,提出在RSM模型中产生平衡大气边界层的湍流来流边界条件．基于空风洞的数值模拟结果表明,与工程上常用的湍流来流边界条件相比,基于本文提出的湍流来流边界条件得到的风场水平均匀性更优,且在整个流域内,得到的雷诺应力剖面更合适．从而验证了该湍流来流边界条件的适用性．     

湍流边界层大尺度相干结构空间相位平均拓扑

湍流边界层大尺度相干结构(large-scale coherent structure,LSCS)是目前湍流边界层研究的热点之一.湍流边界层中存在大尺度相干结构均是通过各种谱的低波数峰值证实的,而对大尺度相干结构各种物理量的空间拓扑形态及其发展演化规律还缺乏研究.应用高时间分辨粒子图像测速多相机阵列系统,测量湍流边界层...