平板边界层湍流的数值分析

对于不可压缩平板边界层的时间模式的直接数值模拟(DNS)而言,在转捩后继续计算,就可以得到湍流直接数值模拟结果.分析计算结果发现,当湍流充分发展后,其平均流剖面、各种量的脉动均方根值和雷诺应力等沿平板法向的分布都具有相似性.不过,从转捩完成至湍流充分发展之间有一过渡过程,其间上述相似性不成立.这一结果为简化但又较准确地计算工程技术问题中的湍流提供了一种可能性.此外,还分析了其他一些湍流特征,如形状因子和位移排移厚度随时间的演化规律.为了观察到相干结构,须将展向的计算域缩小一半,以增加分辨率,研究结果表明,湍流边界层近壁区存在相干结构,其主要表现是准流向涡或涡对.     

利用PIV技术对平板湍流边界层的实验研究

利用在线式ＰＩＶ系统,在低速风洞中对零压力梯度的光滑平板湍流边界层进行了实验研究。观察到了湍流边界层外层拟序结构的一些典型流动结构;横向大涡,海湍流边界层外缘的凸块和涡破碎等,并给出了这些结构所对应的瞬时涡量场和剪切应变变化率,同时还观察到湍流边界层外层的大尺度横向我表现为拱形结构。     

大气湍流对激光束传输特性的影响

激光束湍流大气传输的研究对遥感、跟踪和远距离光通信,以及高功率激光武器等应用都有十分重要的意义.大气湍流会改变光束的传输特性和降低光束质量.介绍了近年来国内外激光束湍流大气传输特性研究进展,主要包括大气湍流对不同类型激光束的光强分布、光束质量、光束扩展、方向性、光谱特性、偏振特性、相干特性和等效曲率半径影响的研究进展,并介绍了主要的解析研究方法,如Rytov相位结构函数二次近似、强起伏模型和积分变换的技巧等.研究表明:大气湍流对激光束传输特性的影响与激光束本身特性,如空间相干性、时间相干性、模式、光阑限制情况以及列阵光束的叠加方式等因素有关.另外,还提出了该领域值得进一步深入研究的一些问题.     

浅谈钢管混凝土的特点及管内混凝土的施工方法

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,按截面形式的不同,分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土。它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中相互间的组合作用,充分发挥两种材料的优点,即不仅使混凝土的塑性和韧性性能大为改善,而且可以避免或延缓钢管发生局部屈服,从而使钢管混凝工具有承载力高、塑性和韧性好、经济效果好和施工方便等优点。在我国,圆钢管混凝土应用     

绕流三角形钝体的通道流场的数值预测

本文从流体流动和传热的角度,对二维平行平板通道中空气绕流三角形钝体的流场进行了数值预测和相应的实验验证。湍流的时均值方程组用k-ε模型封闭,并经流函数-旋涡度变换后用有限差分法进行数值求解,在对流场壁面边界的处理上采取了更为简便的近似办法。     

爆炸环境激光通信信道研究

研究了爆炸参数与信道湍流强度的关系.采用参数分离方法将大气折射率结构常数分离为常数项、含压强项和不含压强项,在此基础上研究爆炸产生的冲击波对周围压强的影响,最终得出大气折射率结构常数与炮弹装药量和冲击波传播位置的关系.仿真结果显示大气折射率结构常数随冲击波传播距离指数衰减,并且在10～20m范围内1 000kgTNT爆炸产生湍流介于弱湍流与中湍流之间.     

基于非定常计算的对旋风机压力脉动分析

利用Realizable k-ε湍流模型对局部对旋负机进行了全流道非定常湍流计算,预测了前后两级化附近各干涉面上压力脉动的时域分布情况。分析结果表明,前后两级叶轮之间的动-动干涉、前后两级叶轮与其相邻部件之间的动-静干涉以及流动的周期非定常特性是对旋式通风机内部压力脉 动产生的主要根源;后级叶轮叶片对叶轮区域压力脉动的影响要远大于前级叶轮。数值模拟结果可以作为对旋风机叶轮部分气动噪声预估的参考依据。     

KMAX实验装置中的重点研究问题

磁镜或类磁镜结构的装置是实现聚变能源商业化的一支潜在力量.然而,轴向粒子损失和MHD(magnetohydrodynamics)不稳定性制约了磁镜的发展.现代磁镜理论提出了使用串节磁镜联合动理学stabilizer的解决方案.由一个中心磁镜两个子磁镜组成的KMAX装置将探索在全对称磁场结构下上述理论的可行性.同时,我们结合旋转磁场(RMF)在Rotamak和场反装置的成功经验,提出一种利用RMF捕获逃逸粒子的新的两端磁镜改性方法.这种方法区别于使用单一电场约束逃逸离子的一般串节磁镜.除此之外,KMAX也将开展与空间等离子体相关的磁场重联、Alfven波加热等基础等离子体现象研究.     

房间内强自然对流的两方程模型模拟研究

强自然对流是火灾时的主要流态之一,利用标准火灾房间内的基准实验数据,比较了工程上常用的3种两方程k-ε模型在预测大功率热源引起的强自然对流时的效果,即Standard(标准)k-ε模型,RNG(重整化)k-ε模型和Realizable(可实现)k-ε模型.研究发现火灾房间内存在垂直方向的下低上高的温度分层,且加热量越大,垂直温度分层的梯度也越大.Standard k-ε模型计算得到的热源附件的湍流动能最大,湍流黏性也最大.总体而言,Realizable k-ε模型的模拟效果稍好于Standard k-ε和RNGk-ε模型.3种k-ε模型预测的温度场准确度比自然对流速度场要高.在房间的中央位置,水平方向的室外流入气流与浮升力气流相互作用导致流态复杂,两方程模型在模拟这一现象时效果不佳.     

高超声速湍流边界层中由高温引起的变比热效应及其计算

对于高超声速飞行器,边界层内的温度往往超过600K,这时候分子的振动自由度将被激发,完全气体模型将不再适用.本文以高超声速平板湍流边界层为研究对象,用比热为常值的完全气体模型和考虑比热变化的气体模型对其进行了直接数值模拟.比较两种模型的计算结果发现,二者所给出的湍流边界层内只与速度有关的量差别很小,但与温度有关的量,如平均温度、脉动温度等,则有显著的差别.另外,通过数值验证,发现平均比热比与由平均温度计算出的比热比非常接近,这给用只以平均温度为变量的湍流模式计算变比热气体模型下的湍流,提供了一定的理论基础.文中用SST湍流模式,验证了用湍流模式计算变比热气体湍流的可行性.