检索结果-南通市图书馆

水力发电学报 2017年第9期36卷 111-120页

作者：尤爱菊滑磊韩曾萃张坚樑浙江省水利河口研究院杭州310020

采用浮标下挂ADCP仪方法,开展了西湖分层流场的现场观测,首次通过实测资料证实了西湖垂向环流的存在。采用EFDC模型对实测风场作用下的西湖分层流场进行了数值模拟,垂向流速分布特性的模拟结果与实测结果符合较好,表明该模型可以适用于... 详细信息

采用浮标下挂ADCP仪方法,开展了西湖分层流场的现场观测,首次通过实测资料证实了西湖垂向环流的存在。采用EFDC模型对实测风场作用下的西湖分层流场进行了数值模拟,垂向流速分布特性的模拟结果与实测结果符合较好,表明该模型可以适用于西湖流场的数值模拟。在2013年西湖实测风场分析的基础上,对比分析了常风向东北风与西南风作用下的西湖分层流场特性,结果显示风场是影响西湖流场的敏感因素,尤其对表层流场作用明显。受风场作用,东北风条件下在外湖湖心与东南近岸水域存在顺时针环流,西南风条件下在外湖湖心与东南近岸水域存在逆时针环流。湖区流速为mm/s^cm/s,且分布不均匀,其中进、出水口及近岸水域流速相对较大,湖心流速较小。

关键词：西湖分层流场环流数值模拟

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基于三维浅水模式的太湖水动力数值试验-盛行风作用下的太湖流场特征

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水动力学研究与进展（A辑） 2003年第6期18卷 686-691页

作者：罗潋葱秦伯强中国科学院南京地理与湖泊研究所

　基于三维浅水动力模式,对太湖不同定常风作用下的整层平均流场和分层流场特征做了模拟,结果发现在无旋风场的情况下,可产生有旋流场。经分析发现,有旋流场为湖底地形变化所致,若在均匀平坦的湖底地形情况下,流场中除边界以外任一点的... 详细信息

　基于三维浅水动力模式,对太湖不同定常风作用下的整层平均流场和分层流场特征做了模拟,结果发现在无旋风场的情况下,可产生有旋流场。经分析发现,有旋流场为湖底地形变化所致,若在均匀平坦的湖底地形情况下,流场中除边界以外任一点的涡度为零。在方向相反的不同定常风作用下,其环流形势相似,环流个数相等,但涡度值呈现反位相特征。数值试验表明,在定常风作用下,太湖表层流完全为风生流,流向与风向平行,中间为过渡层,底层流向相反,为补偿流,在增水区域,下沉运动强烈,而减水区域则出现较强的上升补偿流,形成封闭环流。

关键词：太湖三维浅水模式水动力学旋流场整层平均流场分层流场盛行风

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潜航体湍流尾迹特征及尾流热特性数值研究

潜航体湍流尾迹特征及尾流热特性数值研究

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作者：邵武大连海事大学

学位级别：硕士

太阳光的照射会导致海面温度高于下层海水,温度差异使得海水密度发生变化,且伴随着各种化学盐的溶解,导致海洋中下层流体的密度呈现出较大差别,并在一定深度范围内形成温度和密度的跃层。当潜艇在这些跃层中航行时,其体积效应和尾流效... 详细信息

太阳光的照射会导致海面温度高于下层海水,温度差异使得海水密度发生变化,且伴随着各种化学盐的溶解,导致海洋中下层流体的密度呈现出较大差别,并在一定深度范围内形成温度和密度的跃层。当潜艇在这些跃层中航行时,其体积效应和尾流效应会对这些流场产生干扰,极大可能会激发出海洋内波,这种特殊物理性质的流场就会暴露其行踪。除此以外,潜艇在水下航行时,需要大量海水来冷却推进装置,这些高温海水会及时向海洋中排放,且潜艇在改变自身内部压力进行浮态调整时也需要进行海水排放,从而引起周围甚至水面流场温度的升高,并随着潜艇的航行,在其路径上保留一定时间。通过分析水下和水面的温度变化,理论上就可以捕捉到潜艇的位置信息,进行军事打击。本文针对潜航体在温度分层流和密度分层流中航行时的特殊水动力学问题,采用CFD方法研究其湍流尾迹特征和尾流热特性。首先以标准模型SUBOFF为研究对象,联合RANS湍流模型实现其自推进式仿真方法,通过拟合潜航体的阻力曲线与螺旋桨的推力曲线,以实现不同航速下的自航,为后续对均匀和分层海洋模式下潜航体的真实运动进行仿真提供了可行性研究基础。结果表明,螺旋桨的运动会导致推力减额现象的产生,其会引起潜航体前后压差的变化,导致潜航体阻力的增加;然后,论文将此运动方式运用到均匀流场下的数值仿真研究。其中,论文联合VOF方法来捕捉自由水面,利用DDES湍流求解方法来研究潜航体不同航速和潜深状态下尾流场的变化规律,并在几何模型尾端添加热排放出口以实现冷却水的释放过程。研究发现航速、潜深和热排放等因素均会对潜航体水动力尾迹特征和热尾流特性产生较大影响;其次,本文通过我国各大海洋环境的实测数据,结合前人对海洋分层模式的阐述,制定了三种不同的海洋密度分层模式——密度强分层流场、密度连续分层流场和密度混合分层流场,数值仿真中通过温度的垂向分布来实现密度分布;最后,论文通过对不同流场中潜航体近水面运动进行数值仿真研究,发现其尾流场中水动力特征和尾流热特性具有较大差异。研究表明:(1)潜航体航速和螺旋桨转速的增加会导致尾流涡量增大,即航速越大,相同距离处的尾流涡量强度也随之变大,水面的波高和波长均与速度正相关;近水面航行时,航速越低,热尾流反而会更快地浮升至水面,但是航速越快,热排放下的尾流温度降低更快。(2)潜深与自由液面波高负相关,即潜深越大,自由液面波高随之变小,潜深越小,自由液面波高随之变大;波长与潜深没有太大的联系,即不论潜深为何值,在同一航速下,仿真捕捉得到的水面兴波波长几乎为固定值;研究中只有在潜航体潜深为10m时,水面才会出现约0.03K温差的热尾流现象,当潜深增加至20m及30m时,水面便无法捕捉到此类热尾流现象。(3)海洋分层模式对尾流场的部分物理特性均有一定影响。强分层流场和混合分层流场中由于其密度变化速度较大,会对尾流场的湍流结构产生较大影响,从而导致尾流场较混乱,这对于潜航体的军事作战能力来说是有利的;在航速为15kn,潜深为10m时,均匀流场、强分层流场和混合分层流场的水面都会出现温差较大的热尾流,而连续分层流场中由于螺旋桨和艇体将下层低温海水搅动至上层水面,则会出现与前者相反的冷尾迹现象。

关键词：自推进航行分层流场尾流内波湍流尾迹热尾流

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