流体边界层上电磁力的控制效应研究

利用作用于流体边界层上的电磁体积力改变流体边界层的结构，研究电磁力对流场的控制 作用效果. 电极与磁极交替分布的电磁场激活板包覆在圆柱体表面置于流动的电解质溶液 中，产生的电磁力沿圆柱体表面分布，可以改变流体边界层的结构，从而实现对流场的控制. 用电磁屏蔽和时域控制的方法调整电磁力的时空分布参数，圆柱绕流分离点可以在前驻点和 后驻点之间变动，产生不同的控制效果. 流体边界层上的电磁力能连续控制圆柱绕流、尾流 涡街的形态. 正向电磁力具有较好的消涡、减震和减阻控制效应. 反向电磁力具有明显的增 涡控制效应，具有较强的制动控制效应，此时圆柱体表面涡量分布的对称性和稳定性被破坏.     

两相介质中火焰诱导激波现象的研究

基于双流体模型，采用跟踪法处理火焰内边界，ＴＶＤ格式计算气相激波，ＭａｃＣｏ－ｍａｃｋ格式计算颗粒相流场，对两相可燃介质中火焰诱导激波现象进行了理论分析与实验模拟，研究了颗粒相参数对火焰诱导激波现象的影响。     

障碍物和管壁导致火焰加速的三维数值模拟

基于K 模型和改进的EBU Arrehnius燃烧模型 ,考虑了障碍物对流动的附加作用 ,通过修改方程的源项 ,建立了湍流加速火焰现象的理论模型。选用Simple格式 ,壁面边界层采用壁面函数法处理 ,模拟了障碍物和摩擦管壁在三维空间中导致火焰加速的现象 ,结果表明障碍物和管壁对火焰都有明显的加速作用 ,且障碍物的加速作用更明显 ,最后分析了导致火焰加速的机理。     

轴对称爆轰波的传播和相互作用

本文用Whitham方法对轴对称爆轰波传播过程中的波形、爆轰参数的分布,碰撞临界角以及三波点轨迹等问题进行计算,并将其结果与高速摄影对带隔板园柱型装药进行研究所得的实验结果相比较,两者基本相符。     

入射和反射激波诱导重气泡变形和失稳的三维数值研究

 采用大涡模拟方法,对入射激波及其反射激波诱导球形重气泡的变形失稳过程进行了三维数值模拟,利用已有实验验证了计算模型的可靠性,重点考察了反射激波与已经失稳的气泡界面的再次作用,讨论了涡环的形成及其三维失稳的过程。研究结果显示：入射和反射激波与球形重气泡作用产生斜压效应,会在流场中产生旋转方向截然相反的多个涡环;反射激波诱导的涡环具有较小的强度,故更加容易失稳,甚至能完全形成具有流向涡量的复杂小尺度涡结构。     

大型通道中被动式水雾抑爆效果的实验研究

本文采用40L聚苯乙烯泡沫水槽在长25m、直径700mm的接近实际规模的大型爆炸试验管道中，利用浓度为8％VOL的甲烷空气混合物对水槽布置方式及不同水量条件下抑爆效果进行了实验研究。实验结果表明：在水量均为70L的情况下，分散式布置时激波在通过第一个水槽位置后即开始发生衰减，并完全衰减成为压缩波，火焰熄灭在水雾作用区，爆炸被安全抑制住；集中式布置时，火焰穿过水雾区到达管道开口端，激波仅仅在有一定区域内表现出衰减现象，未能完全抑爆。在管内距离点火源4．33m处水量辚70L、35L和15L时，激波速度均发生不同程度的衰减，且水量越大，激波速度衰减越明显。因此，水雾装置布置方式和用水量是影响被动式水雾抑爆效果的重要因素。     

圆柱绕流电磁控制影响因素的实验研究

实验与数值模拟表明,利用电介质溶液中圆柱体侧表面附近分布的电磁场产生电磁力可有效改变圆柱流体边界层,控制圆柱绕流.本文对圆柱绕流电磁控制过程中的主要影响因素进行了实验研究,电磁包覆在圆柱表面后部时,其控制效果与全部包覆相当,而包覆在其它位置时,消涡效果较差;电磁极板窄的圆柱绕流控制效果较极板宽的消涡与减阻效果好.另外,电磁作用参数N愈大,消涡减阻的效果愈好.     

泄爆诱导的湍流、旋涡和外部爆炸

基于k-ε湍流模型和Eddy-dissipation燃烧模型,采用同位网格SIMPLE算法,对充满甲烷-氧气预混气的带导管柱形泄爆容器向空气中泄爆的情形进行了数值模拟．根据计算结果,分析了泄爆后外流场中可燃云团、火焰和压力的变化过程．结果表明,外部爆炸是因射流火焰点燃高压区中的可燃云团,从而引起的剧烈湍流燃烧所致．同时还讨论了外流场湍流和涡量的分布特征．射流火焰进入外部可燃云团后,湍流主要分布在平均动能梯度较大的区域,而不在火焰阵面上．涡量分布主要受斜压效应的影响,在压力和密度梯度斜交区域,其值较大．     

Mechanism of controlling turbulent channel flow with the effect of spanwise Lorentz force distribution

A direct numerical simulation(DNS) is performed to investigate the control effect and mechanism of turbulent channel flow with the distribution of spanwise Lorentz force. A sinusoidal distribution of constant spanwise Lorentz force is selected, of which the control effects, such as flow characters, mean Reynolds stress, and drag reductions, at different parameters of amplitude A and wave number k_x are discussed. The results indicate that the control effects vary with the parameter A and k_x. With the increase of A, the drag reduction rate D_r first increases and then decreases rapidly at low k_x,and slowly at high k_x. The low drag reduction(or even drag increase) is due to a weak suppression or even the enhancements of the random velocity fluctuation and mean Reynolds stress. The efficient drag reduction is due to the quasi-streamwise vortex structure induced by Lorentz force, which contributes to suppressing the random velocity fluctuation and mean Reynolds stress, and the negative vorticity improves the distribution of streamwise velocity. Therefore, the optimal control effect with a drag reduction of up to 58% can be obtained.     

铝粉湍流火焰诱导激波现象的实验研究

粉尘湍流火焰诱导激波问题是工业灾害研究中的重要课题．本文在自行设计的大型卧式燃烧管内，对铝粉火焰诱导激波现象进行了实验研究，测试了湍流火焰阵面前压缩波到激波的转捩过程，并将实验结果与数值模拟结果进行了比较．