应用频移激光测速系统测量高湍流度迴流流动

本文介绍了一种对方向敏感的频移激光多普勒测速系统。采用两个声光器件获得所需的频移量。在雷诺数2750到8250范围内,用此系统测量了平面二维单边阶跃扩张管道中的高湍流度迴流流动。通过模拟法和数字法处理数据,得到了迴流区的平均速度和湍流度分布,还从数字数据处理器得到了速度概率分布和概率密度函数。结果表明,频移激光测速系统可以成功地用于各种复杂的流动,如高湍流度流动、迴流流动和交变流动的测量。     

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     

实验研究湍流附面层分离

本文应用二维激光多普勒测速技术和压强探针测量了二元非对称曲面扩张通道内的湍流附面层分离,得到了时均速度、流动平均方向角、正反向间歇流动因子以及静压分布.实验结果表明:附面层沿高度方向存在着明显的压强差,并可用位移厚度曲率做二阶近似修正.分离附面层的位移厚度曲率极大值对应于间歇瞬时分离点.瞬时流动平均方向角与正反向间歇流动因子成线性变化.     

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.     

平面突扩流动非稳定性的大涡模拟

用ＴＧ有限元法求解二维大涡模拟的非定常Ｎ－Ｓ方程，数值模拟了平面突扩流动，计算结果展示了回流区内流动的多涡结构及其不稳定的周期振荡过程，而该振荡过程的周期时间历程平均，恰好与诸多湍流模型的计算结果及实验结果相吻合，证明了数值模拟的正确性。     

基于颗粒湍流和颗粒碰撞相互作用规律的湍流模型的研究

颗粒湍流和颗粒碰撞的相互作用规律是两相流动中的核心问题。用颗粒湍流模型和颗粒碰撞的动力论模型叠加的方法在研究两相湍流流动方面取得了一定的成效,但是还有待改进。本文基于颗粒湍流形成大尺度脉动和颗粒间碰撞引起小尺度脉动的概念,从双流体模型出发,建立了两相流动的双尺度kp-pε两相湍流模型。利用该模型对下行床和突扩室内的气固...     

明渠中跌坎后突扩分离流数值研究

利用大涡模拟技术，对明渠中跌坎后的二维突扩分离流结构进行了数值模拟，探讨了这类典型分离流各特征区的流动性质，分析了再附区壁面上不同测点处脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较．在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方程和非均匀网格系统．     

亚音速湍流再附着研究述评

引言在大量的实际工程构件中,包括扩散器、有分离气流区的机翼、建筑物和燃烧室湍流,剪切层的再附着是一个重要的过程。为能预测这些复杂的流动,需要研究再附着剪切层的特性。目前对剪切层再附着过程的了解很少,还无法预测大范围变动参数时的简单的再附着流动,甚至还没有列出影响再附着的完整的参数表。在二维流动中,后向台阶是最简单的再附着流动。分离线是直线,固定在台阶边缘,只     

湍流的诱导及其对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的作用

在实验的基础上,研究了管内瓦斯爆炸过程中湍流的诱导及其对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的影响作用.研究结果表明,管道面积突变对瓦斯爆炸过程中湍流的产生具有重要影响.管道面积突变(变大、变小)时,产生附加湍流,并使下游火焰气流的湍流度增加,瓦斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速提高,并可诱导激波的产生.在80×80mm等截面直管中(瓦斯浓度为理论上最猛烈的爆炸浓度9.5%),瓦斯爆炸最大火焰传播速度为40.8m/s,管内各点均为压力波信号,当管道加装一Φ300mm圆管形成面积突扩11倍和突缩11倍两断面后,面积突扩处(L/D=22)火焰速度增大5.05倍,达到64.4m/s,面积突缩处(L/D=28)火焰速度为156.0m/s, 增大4.55倍,并在L/D=48倍处形成激波(超压1.6976atm、波速416.7m/s),在L/D=98倍处,激波强度最大.在面积突变管内加装加速环可使瓦斯爆炸过程中湍流度加剧,火焰的传播速度更高,激波生成的位置(L/D=28)、最强点位置(L/D=70)均前移,激波强度增大.研究结果对指导现场如何防治瓦斯爆炸,减轻瓦斯爆炸的威力具有一定的指导意义.     

二维自由混合层剪切湍流中Brown-Roshko大涡拟序结构

一、引言最早研究二维混合层剪切湍流(又称半射流)的结构特性的先驱是Liepmann和Laufer。他们系统地测量了二维混合层剪切湍流中有关的统计参数的分布和变化规律。最初用流动显示术观察到二维剪切层内有大尺度涡旋,应追溯到第二次世界大战以前德国Flüge的研究,但他的研究成果没有引起人们的重视。直到70年代初,Brown和Roshko发表了二维剪切层流动内高度“二维性”大尺度涡的拟序结构的照片及相应的大      

绕壁面小障碍物的湍流边界层研究

采用RNGK－ε模型，对统平板壁面上的条柱、方柱等多种不同形状二维小障碍物的固壁剪切湍流进行数值研究，获得了小障碍物下游回流区及其发展区的时均速度场、回流分离点长度和湍流边界层厚度，计算结果与实验比较吻合良好．结果表明，小障碍物在壁面上的设置，明显地改变了平板壁面边界层的湍流形态和结构．     

有限水深中二维湍流边界层的发展

有限水深中湍流边界层主要是指水流在重力作用下绕建筑物流动时的边界层现象。它区别于一般在无限流场中绕流物体的边界层。它的特点是具有自由表面,边界层有可能发展至全部水深,质量力不容忽视,受到外流流速变化的影响。本实验采用激光流速仪量测二维明渠水流沿程各断面的流速分布,根据实验结果,分析研究了有限水深、粗糙壁面条件下,二维湍流边界层的流速分布特征和厚度发展规律,以及孤立粗糙体对此二者的影响。      

利用修正低雷诺数k—ε模型对管道分离流动的数值研究

采用适合于分离流的修正低雷诺数ｋ－ε模型对突扩园管中的流动进行了数值研究，重点是对近壁流动和再附着点附近流动的研究。从理论上证明了所采用的湍流模型既满足近壁渐进行为，又避免了在通过再附着点截面上μｔ恒为０的困难。和已有的实验数据比较表明，所采用的模型对再附点位置及其附近的流动预测能力优于普通低雷诺数ｋ－ε模型。     

高雷诺数下求解NS方程的无网格算法

提出了一种适合高雷诺数NS方程求解的隐式无网格算法。针对高雷诺数粘性流动的特点,在附面层内的粘性影响区域采用法向层次推进布点的方法形成离散点云,在附面层外的计算区域内实行填充式布点的方法形成离散点云。根据附面层内外点云的不同构造特点,推导出运用格林公式和最小二乘曲面拟合方法求取空间导数的统一形式,在此基础上运用AUSM _up格式求得数值通量,并引入BL湍流模型对雷诺平均NS方程的湍流应力项进行封闭。时间推进格式方面,采用了计算效率较高的隐式高斯-赛德尔迭代算法。为了验证本文方法的计算精度和鲁棒性,对NACA0012翼型低速流动、RAE2822翼型跨音速绕流和二维圆柱的分离流动进行了数值模拟。     

扩压通道内可允许的最大压力梯度的确定准则

一、引言 逆压力梯度下湍流边界层性质的预计是扩压通道分析中困难的问题之一。在扩压通道的初步设计中,边界层分离可以看作是性能限制的准则。然而,湍流分离没有划分明白,扩压通道的设计通常是基于实验数据的。本文在定常、二元和轴对称、可压缩流动的动量方程的基础上导出了开始分离的新准则。     

绕振荡水翼流动及其转捩特性的数值计算研究简

通过对比标准k-ω SST 湍流模型和基于标准k-ω SST 湍流模型修正的γ-Re_θ 转捩湍流模型对绕振荡NACA66 水翼流动的数值计算结果与实验结果,对水翼振荡过程的水动力特性和流场结构变化进行了分析研究. 结果表明：与标准k-ω SST 湍流模型的数值计算结果相比,基于标准k-ω SST 湍流模型修正的γ-Re_θ 转捩湍流模型能有效预测绕振荡翼型流场结构和水动力特性,捕捉流场边界层发生的流动分离和转捩现象;绕振荡水翼的流动过程可分为5 个特征阶段,当来流攻角较小时,在水翼前缘发生层流向湍流的转捩现象,水翼动力特征曲线出现变化拐点;随着来流攻角的增大,顺时针尾缘涡逐渐形成并向水翼前缘发展;当攻角较大时,前缘涡分离导致动力失速,水翼的动力特征曲线出现大幅波动;水翼处于顺时针向下旋转阶段,绕水翼的流动状态逐渐由湍流过渡为层流.     

应用于激波/边界层相互作用的非线性湍流模式

选择8个近年来有代表性的非线性湍流模式，研究2个跨声速激波／边界层相互作用问题．采用的非线性湍流模式包括4个二阶模式和4个三阶模式．2个跨声速激波／边界层相互作用的流动是轴对称圆弧突起绕流和二维管道突起流动．通过数值计算结果和实验结果的比较，对有关的非线性湍流模式进行评估和分析．计算结果表明，非线性模式的模化系数与平均流动应变不变量以及涡量不变量有关，反映了湍流的各向异性，比线性模式优越得多．     

大气绕山体的运动及其输移特性的研究

对分层大气山体绕流的流动模式及扩散输移特性进行了数值模拟。采用隐式时间离散方法在贴体网格系统下求解雷诺平均的N-S方程,计算结果描述出大气流动的特征,证实了分层(以Froude数为特征参数,定义为F=U/NH,U为来流风速,N为Brunt-Vaisala频率,H为山体高度)变化对山体绕流流态的影响。数值结果表明:当Froude数大于4.0时,山体绕流的流动不再依赖于大气分层的变化。当Froude数介于4.0和1.0之间时,流场中出现了Lee波,并随着Froude数的进一步减小,流动分离发生及Lee波破碎现象。同时模型也预测了在各种流动模式下大气中夹杂着的污染物绕山体的传输特性,表明大气的分层现象对污染物的分布有着非常重要的影响。     

颗粒存在对网栅后气相流动湍流特性的影响

应用 L DV测试技术对方管内网栅后的气固两相流动 ,在颗粒平均粒径 Dp =0 .2 1 mm,颗粒质量浓度为 0 .2 4%、0 .36 % ;Dp =0 .35 mm,颗粒质量浓度为 0 .1 2 %、0 .2 1 %、0 .335 % ;Dp =0 .6 mm,颗粒质量浓度为 0 .1 6 %、0 .2 45 %、0 .34 5 % ;Dp =0 .9mm,颗粒质量浓度为 0 .2 0 5 %、0 .30 %多种工况下进行了测量 ,得出各种工况下气流脉动速度、湍动能沿流动方向的衰减规律 ,通过与纯气流条件下的实验结果比较 ,分析了颗粒浓度及颗粒尺寸对网栅后气相流动湍流特性的影响。根据测量结果 ,提出了一个在有固相颗粒存在时 ,关于湍流模型方程中模型常数 C2的修定方法。     

跨音速湿空气非平衡凝结流动的数值研究

跨音速流动条件下湿空气中的水蒸气由于快速膨胀而发生非平衡凝结,凝结潜热对跨音速气流进行加热,会显著改变气流的流动特性。通过对商用计算流体动力学软件FLUENT进行二次开发,建立了湿空气非平衡凝结流动的数值求解方法。该方法可用于二维或三维、粘性或无粘、内流或外流的求解中。采用该方法分剐对缩放喷管、透平叶栅以及绕CA-0.1圆弧翼型的湿空气非平衡凝结流动进行了数值分析。计算结果表明：湿空气凝结手l起缩放喷管中的凝结激波、导致叶橱流动中总压降低;对于翼型周围的流动,在相对湿度分别为50％、57．1％、64.1％时,依次计算得到了单激波、五激波、双激波。