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小型水洞拐角导流片的数值设计

计算力学学报 2010年第1期27卷 102-109页

作者：周刚汪家道陈大融清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

拐角是回流式水洞的重要组成部分，对实验段流场的品质有着重要的影响。本文针对某小型高速水洞中的第四拐角，利用RNGk-ε湍流模型，对比模拟了导流片对拐角流场的影响。针对一种等厚圆弧形导流片的长度、布置等进行了对比计算。结果... 详细信息

拐角是回流式水洞的重要组成部分，对实验段流场的品质有着重要的影响。本文针对某小型高速水洞中的第四拐角，利用RNGk-ε湍流模型，对比模拟了导流片对拐角流场的影响。针对一种等厚圆弧形导流片的长度、布置等进行了对比计算。结果表明导流片的安装对提高流场均匀性、降低湍动能和减弱二次流等具有非常大的意义，其中半径／边长比为0．2、间距／弦长为0．15～0．25的导流片效果最为明显；文中两种非等间距的导流片分布方式以及-4°和＋4°攻角的情形对流场影响较小。

关键词：导流片拐角水洞数值模拟 RNG k-ε湍流模型

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DPIV在水洞流场均匀度校测中的应用

北京航空航天大学学报 2002年第5期28卷 559-562页

作者：黄湛申功炘魏润杰郭辉北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系

用数字式粒子图像测速技术 (DPIV)及特定预偏置技术校测水洞流场 ,并将测量结果与用传统流场校测方法测得的结果相比较 ,发现特定预偏置技术显著提高了流场测量精度。

关键词：水洞流场校测数字式粒式图像测速预偏置方法

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低湍流度水洞的水动力学设计与流场校测

水动力学研究与进展（A辑） 2019年第5期34卷 682-690页

作者：耿子海蔡晋生姜裕标陈诚西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

中国空气动力研究与发展中心建成了低湍流度水洞流动显示实验室,以满足边界层转捩、湍流结构与控制及旋涡与分离流结构特性等基础研究需求,同时为开展新概念、高性能飞行器布局绕流结构及复杂流场特性研究提供流动显示实验平台。为满足... 详细信息

中国空气动力研究与发展中心建成了低湍流度水洞流动显示实验室,以满足边界层转捩、湍流结构与控制及旋涡与分离流结构特性等基础研究需求,同时为开展新概念、高性能飞行器布局绕流结构及复杂流场特性研究提供流动显示实验平台。为满足低湍流度、速度场均匀、流场稳定性好和流场调节过程高效等核心指标需求,该水洞的水动力学设计过程打破了常规设计理念,注重理论与经验密切结合,提出并使用了三个方面的关键技术:一是使用消能孔板保证洞体回路全程低流速,综合迭代优化收缩段剖面结构、收缩比、稳定段蜂窝器、阻尼网和拐角段的拐角导流片结构形式等关键技术降低湍流度,将收缩比控制在9.3的状态下使湍流度达到0.1%,大幅节约了建设成本;二是在试验段下游使用等直下沉段释放能量、稳定流速和抑制回波,这种动力段与试验段之间的液位差,对消除轴流泵运行带来的水激振动扰动和抑制因流场调节带来的回波扰动作用重大;三是试验段上洞壁为敞开式槽体结构,保证试验段流体液面压力稳定,速度均匀,依据水动力学及轴流泵运行理论,上洞壁敞开式槽体结构对试验段速度场的稳定性及均匀性是有益的。流场校测试验结果表明水洞流场具有湍流度低(优于0.1%)、空间速度场均匀、流速稳定、流场调节高效和使用便捷等特点,该水洞的低湍流度水动力学设计方法值得推广。

关键词：低湍流度水洞水动力学设计

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隔水管附属管控制流动的风洞和水洞实验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2012年第3期27卷 293-302页

作者：谷斐王嘉松赵卓茂睢娟乔信起上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

通过对附属轴向管的隔水管表面压力分布和流体动力特性进行的风洞和水洞实验测试结果的对比,验证了利用低成本风洞实验代替高成本水洞实验来考察隔水管流体动力特性及漩涡特征的可行性。与经典圆柱实验的对比验证了本实验两套测试系统... 详细信息

通过对附属轴向管的隔水管表面压力分布和流体动力特性进行的风洞和水洞实验测试结果的对比,验证了利用低成本风洞实验代替高成本水洞实验来考察隔水管流体动力特性及漩涡特征的可行性。与经典圆柱实验的对比验证了本实验两套测试系统的可靠性。对附加管数N 4和10两种布局的附属管进行流动控制实验的结果表明,4根和10根附属管分别作为少管数和多管数情况的代表,对于流体力的影响差异较大,但均能取得一定程度的降低升阻力和抑制漩涡脱落的效果。多管数对于来流方向的敏感性要低很多。10根管能使Cd和Cl分别获得相对于单隔水管约36%和80%的降低。附属管作为一种消除流向影响以降低流体力和控制漩涡脱落的手段,为抑制隔水管涡激振动提供了参考价值。

关键词：风洞水洞隔水管附属管涡激振动

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水洞动态测力和流动显示一体化实验技术

流体力学实验与测量 2004年第1期18卷 75-79,88页

作者：郭辉连淇祥北京航空航天大学流体力学研究所北京100083

研制能够用于低速水流中的三分量内式测力天平,结合氢气泡(或染色液)方法,在水洞(槽)中实现测力和流动显示实验同步进行的动态实验系统,克服了通常测力和流动显示分别在风洞和水洞中进行,实验条件不同给结果分析带来的困难。天平采用高... 详细信息

研制能够用于低速水流中的三分量内式测力天平,结合氢气泡(或染色液)方法,在水洞(槽)中实现测力和流动显示实验同步进行的动态实验系统,克服了通常测力和流动显示分别在风洞和水洞中进行,实验条件不同给结果分析带来的困难。天平采用高精度位移传感器,避开传统的应变片技术应用于水中所遇到的技术困难。简易飞行器模型的静态和等速俯仰实验结果表明了测量系统的可靠性。

关键词：流动显示水洞动态特性飞行器机动性能实验技术气动特性

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混流式转轮近下环叶栅水洞实验研究

水力发电学报 1995年第4期14卷 67-75页

作者：王正伟瞿伦富谭月灿清华大学水电系华中理工大学电力系

本文介绍了混流式转轮ＨＬ２２０近下环三组叶栅（圆柱展开的实测直列叶栅、设计叶栅及改进叶栅）的水洞能量和汽蚀性能的实验研究成果，分析了三组叶栅叶型细微差别及其对应的能量汽蚀性能之间的区别，阐述了采用快速、经济的叶栅水洞... 详细信息

本文介绍了混流式转轮ＨＬ２２０近下环三组叶栅（圆柱展开的实测直列叶栅、设计叶栅及改进叶栅）的水洞能量和汽蚀性能的实验研究成果，分析了三组叶栅叶型细微差别及其对应的能量汽蚀性能之间的区别，阐述了采用快速、经济的叶栅水洞实验研究来有效改善ＨＬ２２０转轮近下环区域的能量、汽蚀特性的原理和方法。

关键词：混流式水轮机转轮叶栅水洞实验

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在常规水洞中模拟气—液两相流的试验

水动力学研究与进展（A辑） 1998年第1期13卷 116-120页

作者：杨志明武汉水利电力大学武汉430072

本文介绍利用常规的循环水洞,模拟气——液两相流试验的方法.所获得的初步试验成果证实:在气——液两相介质中最低的声速约为30米/秒左右,并且在超音速气——液两相流中也有产生激波的可能.并讨论了深入开展超音速气——液两相流研究的... 详细信息

本文介绍利用常规的循环水洞,模拟气——液两相流试验的方法.所获得的初步试验成果证实:在气——液两相介质中最低的声速约为30米/秒左右,并且在超音速气——液两相流中也有产生激波的可能.并讨论了深入开展超音速气——液两相流研究的重要意义.

关键词：气液两相流声速激波水洞渗气水流

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水洞第四拐角及收缩段的模拟研究

水洞第四拐角及收缩段的模拟研究

作者：谌童河北工业大学

学位级别：硕士

水洞是水动力学研究的重要设备。拐角段以及收缩段是水洞的重要组成部分,对水洞的流场品质具有重要的影响。本文采用流体力学模拟软件对第四拐角段以及收缩段的结构进行优化设计,以期对提高水洞内流场的流场均匀性及降低流动阻力损失提... 详细信息

水洞是水动力学研究的重要设备。拐角段以及收缩段是水洞的重要组成部分,对水洞的流场品质具有重要的影响。本文采用流体力学模拟软件对第四拐角段以及收缩段的结构进行优化设计,以期对提高水洞内流场的流场均匀性及降低流动阻力损失提供一定的理论依据。拐角段流场复杂,存在流动不均匀性以及壁面附近产生流动分离等问题。本文主要目的在于系统地研究导流片数量、分布方式、厚度等因素对水洞拐角流场品质的影响。基于模拟结果拟合出在水洞拐角出口流场最佳状态下,导流片数量应满足的数学关系式。对于导流片厚度研究表明,当拐角出口流场均匀性最佳时,导流片厚度与之成“V”字型关系。即随着导流片厚度的增大,拐角出口流场的速度不均匀度先减小后增加。导流片等间距布置时的流场均匀性优于等动量布置,而两者造成的能量损失无明显差异。收缩段由于收缩作用导致流动在收缩段出口易发生流动分离,破坏流场均匀性,增加能量损失等问题。本文对于方形进、出口截面的收缩段的长度以及收缩曲线进行模拟研究。结果表明当收缩段长度与入口截面边长比值约为1.7～1.8时,是避免流体在收缩段出口产生流动分离的临界长度。本文研究发现收缩段采用五次方曲线,其出口速度不均匀度较均值减小3%,边界层厚度较均值减小10%。对于扩展收缩段研究,提高流场均匀性以及降低边界层厚度具有重要的作用。

关键词：水洞拐角段拐角导流片收缩段数值模拟

小型高速水洞实验段形状对流场影响的数值模拟

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润滑与密封 2012年第6期37卷 9-14页

作者：张岩汪家道陈大融清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

介绍小型高速水洞的设计原则,在现有圆形水洞的基础上,建立2种实验段截面为方形的水洞模型;利用Fluent对3种模型的收缩段和实验段流场进行对比。结果表明,当实验段的截面由圆形改为其内接正方形时,满足流速不均匀度小于1%的区域缩小为... 详细信息

介绍小型高速水洞的设计原则,在现有圆形水洞的基础上,建立2种实验段截面为方形的水洞模型;利用Fluent对3种模型的收缩段和实验段流场进行对比。结果表明,当实验段的截面由圆形改为其内接正方形时,满足流速不均匀度小于1%的区域缩小为原来的0.6倍;在实验段入口前添加过渡段,增加收缩段出口到实验段入口的距离,可以降低实验段的湍流度。

关键词：水洞流体力学摩擦阻力