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基于稳态射流控制的高超声速激波/湍流边界层干扰流动结构与非定常性研究

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Acta Mechanica Sinica 2023年第12期39卷 22-35页

作者：刘强谢玮罗振兵孙明波程盼邓雄周岩 College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense Technology Changsha China Science and Technology on Scramjet Laboratory National University of Defense Technology Changsha China

对稳态射流作用下马赫6高超声速压缩拐角激波/湍流边界层干扰流动开展了直接数值模拟研究.表面摩阻系数、壁面压力、平均速度和温度、边界层厚度和斯坦顿数的分布等结果表明,激波/湍流边界层相互作用区的流动发生了显著变化.研究发现,... 详细信息

对稳态射流作用下马赫6高超声速压缩拐角激波/湍流边界层干扰流动开展了直接数值模拟研究.表面摩阻系数、壁面压力、平均速度和温度、边界层厚度和斯坦顿数的分布等结果表明,激波/湍流边界层相互作用区的流动发生了显著变化.研究发现,垂直壁面的稳定射流对抑制流动分离没有任何作用,反而增加了其空间尺度.瞬时流动结构表明,在施加流动控制后,可以观察到湍流增强效应,并出现大量的类Görtler涡结构,但主激波强度降低.使用加权功率谱密度分析壁面脉动压力信号,我们发现了一件有趣的事情:尽管稳定射流抑制了分离激波引起的低频振荡现象,但射流激波附近的壁面脉动压力以低于0.1u∞/δref的频率振荡.相干性和间歇性因子的结果表明,这与射流激波本身的往复运动有关.

关键词：湍流边界层直接数值模拟稳态射流增强效应流动结构边界层厚度斯坦顿数流动控制

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自然循环窄矩形通道内单相水对流传热特性

哈尔滨工程大学学报 2017年第10期38卷 1554-1559页

作者：田春平阎昌琪曹夏昕王建军田旺盛戴斌哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

为探究单面加热窄矩形通道内,单相自然循环对流传热特性,进行了实验压力为0.2 MPa和0.3 MPa,入口欠热度范围为35~60 K,加热功率范围为30~90 kW/m^2的单相对流传热实验。实验结果表明,对流换热系数与Gnielinski公式符合较好,92%的实验数... 详细信息

为探究单面加热窄矩形通道内,单相自然循环对流传热特性,进行了实验压力为0.2 MPa和0.3 MPa,入口欠热度范围为35~60 K,加热功率范围为30~90 kW/m^2的单相对流传热实验。实验结果表明,对流换热系数与Gnielinski公式符合较好,92%的实验数据与公式的相对误差在20%以内。引入斯坦顿数(St),对数据分析发现:自然循环流动中,实验段入口欠热度及加热功率对换热能力有明显影响,换热能力随着入口欠热度的增加而减小,随着加热功率的增加而变大。在窄矩形通道内的向上自然循环流动中,通过提高入口欠热度而导致的浮升力增加会引起同向对流,从而使换热减弱;单面加热条件下,提高加热功率引起的横向热驱动力增加会使传热得到强化。

关键词：窄矩形通道自然循环对流换热系数斯坦顿数局部对流欠热度浮升力层流化横向热驱动力

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简化三方程转捩模型在高超声速流动中的应用

空气动力学学报 2019年第6期37卷 945-949,982页

作者：蔡林峰李昊歌赵文文陈伟芳浙江大学航空航天学院

在雷诺平均方法的基础上,通过耦合k-ωSST湍流模型和间歇因子转捩模型,引入湍流模型和转捩模型的可压缩修正方法,对高超声速平板、双楔、尖锥三类模型边界层转捩流动开展了数值模拟研究。与实验结果的对比分析表明基于压力梯度表征参数T... 详细信息

在雷诺平均方法的基础上,通过耦合k-ωSST湍流模型和间歇因子转捩模型,引入湍流模型和转捩模型的可压缩修正方法,对高超声速平板、双楔、尖锥三类模型边界层转捩流动开展了数值模拟研究。与实验结果的对比分析表明基于压力梯度表征参数T w=R TΩ/ω的简化三方程转捩模型,能够准确捕捉高超声速平板边界层流动的转捩起始位置、转捩区域长度以及湍流区壁面热流。而对于双楔、尖锥模型,改进前的简化三方程转捩模型由于受到流动可压缩效应的影响,边界层转捩后湍流区的壁面热流模拟预测结果明显高于实验值。在添加模型可压缩修正方法后,转捩区域长度和湍流区壁面热流模拟结果得到有效改善,与实验值吻合较好。可见,简化三方程转捩模型在添加可压缩修正方法后具备准确模拟预测高超声速边界层流动转捩的潜力。

关键词：简化三方程转捩模型湍流模型可压缩修正高超声速边界层转捩斯坦顿数壁面热流

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“三传”类比教学中的几个问题

成都科技大学学报 1982年第3期 155-162页

作者：马克承

有关传热、化学工程和“三传”的教材中,在讨论“三传”类比时,存在以下不足之处: 1.雷诺类比的推导或者过于粗糙,或者引用了τ/q等于常数的假设,而对这个假设是否切合实际未作必要的讨论。 2.对无因次群f/2的物理意义未作任何说明,f/2... 详细信息

有关传热、化学工程和“三传”的教材中,在讨论“三传”类比时,存在以下不足之处: 1.雷诺类比的推导或者过于粗糙,或者引用了τ/q等于常数的假设,而对这个假设是否切合实际未作必要的讨论。 2.对无因次群f/2的物理意义未作任何说明,f/2显得与其他的斯坦顿数不协调。 3.对速度场与温度场相似的概念以及Pr数的物理意义的讨论不够确切。

关键词：层流底层速度场温度场速度分布温度分布曲线传热推动力通量层流边层温度分布分布(力学) 斯坦顿数马尔古利斯数层流流动流体流动热扩散系数热物理性质壁面粘性流动湍流流动紊流流动流体质量传递传质动量传递物理量类比教学三传

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海气动量、感热和水汽的交换

海洋科技资料 1979年第3期 1-6页

作者：张淮山东海洋学院

一、引言严格地说来,海洋和大气构成一耦合的非线性系统。可是由于海水和空气的响应时间或惯性差别很大,因而在理论研究和实际业务中通常把它们分开处理。然而,不论是研究海洋还是大气,其间的耦合作用都是现实所避免不了的。这个耦合基... 详细信息

一、引言严格地说来,海洋和大气构成一耦合的非线性系统。可是由于海水和空气的响应时间或惯性差别很大,因而在理论研究和实际业务中通常把它们分开处理。然而,不论是研究海洋还是大气,其间的耦合作用都是现实所避免不了的。这个耦合基本上依赖于海气界面处的物理属性的交换。仅就海洋来说,众所周知的大洋环流其主要动力是大气对它所进行的动量输

关键词：通量斯坦顿数达尔马尔古利斯数感热海面温度平均风速水汽海气