关于转捩边界层中流向涡的产生

给出了转捩边界中流向涡产生的物理过程,这个过程是A－涡和二次涡环相互作用产生旋涡轴向失稳断裂造成的。     

基于湍流模型的转捩流动数值计算研究

本文通过求解雷诺平均NS方程,采用基于k-ω模型和添加控层流动能方程的三方程湍流模型计算转捩流动。相对于基于实验的转捩关系式模型,本模型对叶轮机械复杂的流动环境提供了更加真实的物理意义.ERCOFTAC T3系列实验和低压涡轮叶栅的算例表明该模型能够自动捕捉流动的转捩过程,但还需要进一步修正以能更加准确考虑各种因素对转捩的影响。     

斜波转捩研究综述

斜波转捩是一类由一对频率、波角相同但方向相反的斜波引起的转捩过程,广泛存在于平板、零攻角圆锥、二维曲板等边界层流动以及压缩拐角流动、自由剪切流动中。斜波转捩不仅是超声速乃至高超声速流动中主要的自然转捩路径之一,还代表一种重要的亚临界转捩或旁路转捩路径,在管流、槽道流乃至高超声速大钝度熵层/边界层流动转捩中扮演着重要角色。开展斜波转捩研究对深化转捩机制认识,改善转捩预测水平,提升转捩控制能力,进而优化飞行器设计具有重要意义。为此,回顾了斜波转捩研究30余年来的发展历程和重要进展,介绍了斜波转捩发生机制、与其他转捩路径的关系以及相关控制手段,并展望了有待进一步研究的问题。     

基于Ludwieg管的高超声速边界层转捩实验

高超声速边界层层/湍流转捩是高超声速飞行器气动力和气动热设计中的难点和热点问题.为了降低开展高超声速边界层不稳定性与转捩实验研究的门槛,研究基于Ludwieg管原理设计并建造了一座Mach 6高超声速管风洞,重点对Ludwieg管风洞的启动和运行过程开展了数值模拟,分析了储气段弯管布局对试验段流场的影响;之后,对该高超...     

叶栅边界层转捩的实验研究与一个新的综合经验准则

叶栅边界层转捩的实验研究与一个新的综合经验准则蒋洪德，仲永兴，凌君（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）（中国航空工业总公司６２４所）关键词转捩实验，经验准则１前言现代航空发动机的风扇、压气机和涡轮叶栅在工作状态下弦长雷诺数一般在１０５～１０...     

平板边界层转捩过程中低频信号的产生

利用Fourier频谱分析和小波变换处理在平板边界层转捩过程中测得的速度信号,观察到频谱中存在低于基本扰动波频率的含能信号,即文中所谓的低频信号.在进一步分析中,发现这种低频信号的产生可能与流动的间歇性有关.由于流动的间歇性导致速度信号的脉动,数据结构产生间歇变化,这种信号并不一定对应于流场中的某一物理结构的真实频率 关键词： 边界层 转捩 Fourier频谱分析 小波变换     

湍流模式对转捩的初步研究

采用二阶时间精度的LU-SGS-τTS目的进行时间推进求解Navier-Stokes方程组,用基于Roe的六阶对称TVD格式离散对流项,并采用Baldwin-Lomax和Spalart-Allmaras模式对平板边界层、Aerospatial A-profile翼型低速大迎角及RAE-2822翼型跨声速激波/边界层干扰流动进行数值分析,自动捕捉流动的转捩过程,获取了有意义的结果.     

高超声速圆锥边界层转捩实验研究

在高超声速静音风洞内, 通过基于纳米粒子示踪的平面激光散射(nano-tracer-based planar laser scattering, NPLS)技术、高频压力传感器和温敏漆(temperature sensitive paints, TSP)技术开展了0°攻角条件下7°直圆锥高超声速边界层转捩相关实验研究, 得到了圆锥边界层由层流发展至湍流完整过程的NPLS图像, 清晰地展示了第2模态波的"绳状"结构, 尖锥与钝锥边界层的NPLS结果表明尖锥边界层转捩中第2模态波占主导, 而钝锥边界层在转捩前出现波长约为第2模态波波长5倍(甚至更长)、特征频率不高于31 kHz的狭长涡结构; 采用功率谱密度(power spectrum density, PSD)分析、互相关和N值计算对高频脉动压力数据进行分析, 得到了边界层内扰动波的发展规律, 在尖锥和钝锥中均观察到了沿流向第2模态波幅值先增大后减小、特征频率逐渐降低, 低频成分逐渐增加, 表明边界层发展过程中第2模态率先发展达到饱和, 而后逐渐衰减, 而低频模态则逐渐发展; 通过TSP技术得到了不同单位Reynolds数下的圆锥表面温升分布, 结果表明, 随单位Reynolds数增大, 边界层转捩阵面前移.      

边界层转捩对风力机气动性能模拟结果的影响

本文采用CFD软件包FINETM/Turbo,选用结合AGS转捩模型的S-A湍流模型,研究边界层转捩对NORD-TANK 500/41型风力机LM19.1叶片三维流场的影响,并与采用-方程S-A和两方程k-ω(SST)模型获得的全湍流计算结果比较.在计算结果与实验数据进行对比的基础上,分析了三维粘性流场的流动细节,探讨了边界层转捩对风力机叶片气动性能和载荷预估的影响,获得了叶片转捩线随风速和沿展向的变化趋势.结果显示边界层转捩使数值计算的叶片性能和载荷增大、边界层分离推迟,为风力机叶片的优化设计提供参考.     

基于深度残差网络的高精度自然转捩模拟方法

结合机器学习的湍流模型是流体力学领域的研究热点之一.现有方法主要将实验/数值的数据用于重构或修正湍流涡黏性和雷诺应力,鲜有针对转捩问题的研究.本文利用深度残差网络(ResNet)重构了间歇因子与流场平均量间的映射函数,并与Spallart-Allmaras (SA)模型耦合,发展了一种类代数转捩模型.结合高精度加权紧致非线性格式(WCNS-E6E5)在转捩平板和S809翼型算例中进行了验证,并与四方程的SST-7-及ed转捩模型进行了对比,结果表明:纯数据驱动的ResNet模型能够准确预测间歇场,很大程度上改善了SA模型对自然转捩流动的模拟能力;训练数据仅基于两个零压力梯度转捩平板,模型能够应用于S809翼型不同迎角的情况,预测的升阻力特性和摩擦系数分布接近SST-γ-Re_θ转捩模型的结果;在此基础上,相较SST-γ-Re_θ模型节省了超过30%的计算成本.本研究显示了机器学习方法在转捩模型构建中的强大潜力.     

压气机叶片前缘分离流动

用实验方法研究了压气机叶片前缘分离流动结构。实验是在低速叶栅风洞中完成的。考察了分别具有圆形和椭圆形前缘的NACA65叶型和CDA叶型前缘附近的流动情况。给出了细致的叶片前缘和分离区内的压力分布情况以及叶片前缘附近流动结构。     

室内低温地板辐射采暖的温度分布及湍流流动数值模拟

采用k-ε模型和壁面函数法耦合辐射模型对低温地板辐射采暖房间进行了数值模拟,通过分析室内温度分布特征及流动特性,得出了室内空气温度分布随室内高度的变化关系、围护结构表面温度及热流的分布特性,数值结果表明了在室内主流区域空气温度分布均匀,其温差在1℃左右,从而说明了低温地板辐射采暖舒适性的原因,数值模拟结果也表明了辐射在地板采暖中的重要性,辐射热流达到了总热流的50%-60%。     

自激振荡流热管脉冲加热强化传热实验研究

自激振荡流热管也称为脉动热管,是一种新型高效的传热元件。本文提出了采用脉冲加热代替常规连续热源加热强化自激振荡流热管传热的方法,并对其进行了实验研究。实验结果显示,脉冲加热时热管冷、热端壁面温度的振荡频率明显大于连续加热热管的壁面温度振荡频率。在相同的加热功率下,当脉冲宽度在200-1000 ms时,脉冲加热热管的传输热流量与当量导热系数均大于连续加热热管的传输功率和当量导热系数．这表明脉冲加热强化自激振荡流热管传热的方法是可行的．     

水蒸气存在下氧化钙脱氯性能的实验研究

在一个模拟流化床反应器中,研究160～600℃下水蒸气的存在对CaO脱除HCl的影响。采用X射线衍射仪(XRD)分析产物成分,SEM电镜对产物进行微观结构分析,从而分析CaO的脱氯性能。实验结果表明:随着水蒸气浓度增加,HCl的净化效率呈现一个先下降后上升的趋势。XRD分析表明,产物的主要成分为CaClOH,在净化效率达到一定量时,产物中生成了Ca(OH)_2;SEM电镜观测到中低温下产物的针状形态以及高温条件下稀松产物层的生成。     

湍流对多孔介质内预混火焰影响的初步研究

当气流速度较大时,多孔介质内预混燃烧的模拟需要考虑湍流的影响,本文利用简化的k-ε双方程湍流反应流模型对多孔介质内的预混火焰进行了数值模拟.结果表明,湍流大大加强了气流的组分和能世扩散,计算得到的火焰传播速度、CO及NO的排放量都与实验值符合得比较好,与层流模型相比,湍流模型能够改善计算结果.     

电容器工作时的热效应

本文用热力学第一定律给出电容器在工作时产生的热效应。     

吸气式脉冲爆震发动机喷管试验研究

分别对采用不同面积比、不同长径比的收敛喷管、扩张喷管和收扩喷管的吸气式脉冲爆震发动机(PDE)进行了多循环爆震试验研究,着重研究了不同工作频率下喷管面积比和长径比对吸气式PDE性能的影响.研究发现,各个工作频率下,收敛喷管均能显著提高发动机性能,面积比越小,增推效果越好,最大能够达到32%;扩张喷管则降低发动机性能或者增推效果有限;收敛扩张喷管增推效果略低于对应面积比的收敛喷管.喷管长径比对吸气式PDE性能影响不大,随着长径比增加,PDE推力略有降低.     

块状氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的热物性试验研究

本文采用溶液法处理氯化钙和膨胀石墨混合物,并进行压块处理,通过平面热源测量法研究了氯化钙和膨胀石墨复合吸附剂的导热性能和其他热物性参数,结果显示在吸附剂中加入膨胀石墨,并进行压块处理后,吸附剂的导热系数得到了显著的提高,复合吸附剂的导热系数比粉末状的导热系数0.1～0.5 W/(m·K)增加了2～10倍.块状复合吸附剂的孔隙率也得到了明显的提高,其值为0.36～0.82,比纯绿化钙的孔隙率0.352提高了1～2.5倍.从而使吸附剂的传质性能得到显著提高.同时,结果也显示了复合吸附剂的导热系数取决于复合吸附剂的孔隙率,与孔隙率成反比.     

间隙尺寸对叶栅气动特性影响的实验研究

本文在低速风洞上对叶顶间隙尺寸为0.036 m的常规直叶栅的间隙中分面和上、下游及栅内的气动参数进行了详细的测量,并与黄洪雁博士对相同叶栅测量的0.023 m间隙尺寸下的实验数据进行了比较。通过对实验结果的分析和讨论,认为叶顶间隙的存在将在涡轮叶栅内引起沿叶高指向上端壁的二次流动,从而改善了下半叶展的流动性能,恶化了上半叶展的流动状态。在较大间隙下泄漏流动更加趋近上端壁,增强了壁面剪切效应,从而使得较大间隙的总压损失大于较小间隙。