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均匀流与振荡流作用下圆柱横向振荡水动力特性研究

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水资源与水工程学报 2017年第4期28卷 119-123,130页

作者：张楠李春丁勤卫郝文星王东华上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

真实海洋环境中由于波浪场的存在,单纯均匀流较少,研究均匀流与振荡流共同作用对圆柱横向振荡的影响显得十分必要。为此,在验证数值方法可靠的基础上,通过改变振荡流强度和运动圆柱的振幅和频率,分析圆柱所受作用力的变化特性。研究表明... 详细信息

真实海洋环境中由于波浪场的存在,单纯均匀流较少,研究均匀流与振荡流共同作用对圆柱横向振荡的影响显得十分必要。为此,在验证数值方法可靠的基础上,通过改变振荡流强度和运动圆柱的振幅和频率,分析圆柱所受作用力的变化特性。研究表明:升力系数的变化规律既受振荡流强度的影响也受圆柱振幅比的影响;振荡流弱且圆柱振幅比较小时,圆柱体受力、锁定和拍频与均匀流单独作用时相似;增大振荡流强度后,圆柱体的升力系数幅值一直较大,且尾流中漩涡脱落没有明显的规律。

关键词：均匀流振荡流横向振荡水动力特性计算流体力学(CFD)

噪声在均匀流等截面圆环形排气管道中声传播的数值模拟

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航空学报 1993年第8期14卷 B337-B343页

作者：吕亚东胡宗安孙晓峰周盛北京航空航天大学407教研室北京100083

应用模态分析方法对转/静干涉噪声在敷设声衬的风扇静子后排气管道中的声传播,声衰减进行了数值模拟。前传声波在遇到声导纳间断面时,声波反射模态增加,前传模态相应减少,因此可利用多段声衬声导纳间断面上的模态反射来抑制管内噪声的... 详细信息

应用模态分析方法对转/静干涉噪声在敷设声衬的风扇静子后排气管道中的声传播,声衰减进行了数值模拟。前传声波在遇到声导纳间断面时,声波反射模态增加,前传模态相应减少,因此可利用多段声衬声导纳间断面上的模态反射来抑制管内噪声的传播。计算并分析了均匀流情况下声衬声阻和声抗对管内消声量的影响。在高频声源和大Mach数气流情况下,随声阻或声抗变化,噪声衰减量都存在局部峰值和波动,此时不再呈现低频情况下的单调特征。因此,选择适当的声衬阻抗可有效地抑制发动机噪声传播。

关键词：气动声学排气管道声传播均匀流

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再论圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式

水利水电科技进展 2012年第6期32卷 15-17页

作者：文辉李风玲惠州学院建筑与土木工程系广东惠州516007

在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程... 详细信息

在总结前人圆管明渠均匀流正常水深计算公式的基础上,引入无量纲参数α和无量纲正常水深β,对圆管明渠均匀流基本方程进行数学变换,应用曲线拟合和优化原理,提出新的圆管明渠均匀流正常水深的直接计算公式;根据给水排水工程和水利工程设计规范的要求,并考虑工程实际情况,确定计算公式的工程适用范围。误差分析和计算实例表明:该公式形式简捷,精度较高,在工程适用范围内最大相对误差小于0.72%,可以方便工程设计人员在设计中直接使用。

关键词：圆管明渠均匀流正常水深圆形断面超越函数方程

桥梁颤振气动导数在均匀流与紊流作用下的统一辨识理论研究

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力学季刊 2007年第3期28卷 479-484页

作者：孙杰王轩宋汉文顾明复旦大学力学与工程科学系上海200433 同济大学土木防灾国家重点实验室上海200097

桥梁断面颤振气动导数的准确识别是桥梁空气动力稳定性研究的基础,一直是桥梁风工程研究领域的前沿课题。基于工况模态分析理论,本文首先导出了紊流条件下桥梁颤振气动导数辨识的完整方法;其次,将上述数据处理方式运用到由均匀流条件引... 详细信息

桥梁断面颤振气动导数的准确识别是桥梁空气动力稳定性研究的基础,一直是桥梁风工程研究领域的前沿课题。基于工况模态分析理论,本文首先导出了紊流条件下桥梁颤振气动导数辨识的完整方法;其次,将上述数据处理方式运用到由均匀流条件引起的自由衰减振动中,得出与紊流情况类似的结果。本文提出的方法能够用同样的辨识原理、同一个数据处理程序统一地对紊流和均匀流下的桥梁气动导数进行辨识;最后,利用数值仿真算例验证上述理论。

关键词：桥梁气动导数辩识工况模态分析紊流均匀流

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深海采矿系统中悬臂式立管涡激振动分析

力学学报 2022年第6期54卷 1741-1754,I0005页

作者：金国庆邹丽宗智孙哲王浩大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 高技术船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 中国水利水电科学研究院北京100038

不同于传统的海洋立管,深海采矿系统中的垂直提升管道可以被视为一个底部无约束的柔性悬臂式立管,工作过程中同样面临涡激振动和柔性变形问题.本文采用一种无网格离散涡方法和有限元耦合的准三维时域求解数值模型,系统性地研究了不同流... 详细信息

不同于传统的海洋立管,深海采矿系统中的垂直提升管道可以被视为一个底部无约束的柔性悬臂式立管,工作过程中同样面临涡激振动和柔性变形问题.本文采用一种无网格离散涡方法和有限元耦合的准三维时域求解数值模型,系统性地研究了不同流速下悬臂式立管的涡激振动问题.结果表明:悬臂式立管的横向振动模态阶数随折合速度增加而增大,在一定折合速度范围内主导振动模态保持不变;当主导模态转变时,对应的横向振幅会发生突降,但是当新的高阶模态被激发后,立管振幅随来流速度增加而再次逐渐增大;在相同的振动模态下,立管底部位移均方根值随折合速度线性增加,主导振动频率在模态转变时会出现跳跃现象;特别地,本文讨论了三阶主导模态下悬臂式立管的振动响应,无约束的立管底部呈现出较大的振动能量,且振幅的驻波特征随折合速度增加而逐渐增强;本文比较了两端铰支立管与悬臂式立管的涡激振动响应特征,两者在振幅和主导振动频率两方面均表现出了相同的变化趋势.

关键词：悬臂式立管涡激振动均匀流折合速度离散涡有限元

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圆管明渠均匀流的新近似计算公式

人民黄河 2006年第2期28卷 67-68页

作者：文辉李风玲黄寿生茂名学院建筑工程系广东茂名525000

分析总结了前人对圆管均匀流水力计算的研究成果,在此基础上运用拟合的方法得到了新的圆管明渠均匀流近似计算公式。此公式计算误差较小,特别是在β<0.2时,公式计算精确度较高。在工程的常用范围内,即0.33<β<0.8时,此公式为线性方程,... 详细信息

分析总结了前人对圆管均匀流水力计算的研究成果,在此基础上运用拟合的方法得到了新的圆管明渠均匀流近似计算公式。此公式计算误差较小,特别是在β<0.2时,公式计算精确度较高。在工程的常用范围内,即0.33<β<0.8时,此公式为线性方程,表达形式最为简洁。

关键词：圆管均匀流近似公式

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明渠均匀流糙率系数及紊动特性试验研究

明渠均匀流糙率系数及紊动特性试验研究

作者：杨岑西北农林科技大学

学位级别：硕士

明渠均匀流是明渠水力计算中最基本的问题,对其水流运动基本规律的研究是明渠水流的基础理论和前提。糙率系数作为水力计算中一个至关重要的参数,对其变化规律及取值范围的研究是进行各种水利工程设计、施工、运行和管理过程中的重要工... 详细信息

明渠均匀流是明渠水力计算中最基本的问题,对其水流运动基本规律的研究是明渠水流的基础理论和前提。糙率系数作为水力计算中一个至关重要的参数,对其变化规律及取值范围的研究是进行各种水利工程设计、施工、运行和管理过程中的重要工作。本文研究的主要对象是矩形渠道明渠均匀流,旨在通过对水力光滑壁面和三种不同粗糙程度的人工加糙壁面的阻力规律及紊动特性进行研究,得到明渠均匀流中糙率系数和紊动强度的变化规律。试验中采用诺泰克Vectrino+小威龙超声波流速仪可测得水流的三维流速,因此能够分析出三维相对紊动强度的分布规律。通过本研究工作得到以下主要结论: 1.明渠均匀流中,当渠道断面形状和壁面粗糙程度一定时,糙率系数并不是恒定不变的常量,它会随着过流流量的增大而呈对数减小趋势,随着宽深比的加大而呈对数增大趋势;对于不同粗糙程度的壁面,在同一流量条件下的糙率系数会随着相对粗糙度的增大而增大。对于不同粗糙壁面条件下的糙率系数与弗汝德数的关系遵循同一指数变化规律,糙率系数随雷诺数的增大而减小。 2.试验水流处于明渠水流的过渡粗糙区紊流,通过类比管流过渡粗糙区紊流的阻力系数计算公式,并利用明渠水流与管流间水力要素的相互转化关系,推导出符合试验条件下的明渠水流糙率计算公式,平均误差为3.02%。 3.明渠均匀流中水力光滑壁面的时均流速分布满足对数型流速分布公式,依据试验资料推得的卡门通用常数为0.4875,略大于尼古拉兹试验中的0.4。水力粗糙壁面条件下的时均流速分布也满足对数型流速分布公式,不同粗糙壁面对应的试验常量是不一样的,而且对于横向流速分布的分析均反映出糙率系数对时均流速分布的影响,使流速分布更趋于均匀化。 4.紊动强度的变化规律为:同种壁面相同流量条件下,测点位置距离渠底床面越远,紊动强度越小;同种壁面不同流量时,同一测点位置的紊动强度会随着流量的增大而增大。相对紊动强度是紊动强度与主轴时均流速的比值,它的变化规律为:水力光滑壁面的相对紊动强度与y h的相关关系分为三个区域讨论,水力粗糙面的相对紊动强度与y h的相关关系分为两个区域讨论。对于不同壁面的相对紊动强度大部分范围内是随着y h的增大而减小的,试验条件下的相对紊动强度在三个方向上的最大值均出现在y h = 0.2附近,当壁面越粗糙,相对紊动强度的最大值也相应的增大。? 5.对于明渠均匀紊流壁面切应力和摩阻流速的研究表明:同一壁面条件下,流量越大,壁面切应力越大;同一流量条件下,壁面越粗糙,壁面切应力越大。由于摩阻流速与壁面切应力成正比关系,因此摩阻流速的变化规律与壁面切应力是一致的。试验条件下的明渠均匀紊流,不同情况下的壁面切应力和摩阻流速变化范围很小,分别为0.804-1.205 N m 2,和0.028362-0.034737m s。

关键词：明渠均匀流糙率系数紊动强度

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均匀流中串列柱的干扰现象

舰船性能研究 1992年第4期 61-66页

作者：徐中年顾国良

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均匀流螺旋桨片状空泡的数值分析

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