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不凝性气体及湍流扰动对喷嘴孔内空化现象的影响

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农业机械学报 2017年第4期48卷 342-348页

作者：麻斌高莹刘宇刘洪岐陈伟徐英健吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025

利用ANSYS_Fluent 15.0软件,在两相流计算采用均相流模型(HEM)、湍流计算采用realizable k-ε模型基础上,分别基于SS及Singhal空化模型对喷嘴孔内空化现象进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析,其中前者忽略了不凝性气体及... 详细信息

利用ANSYS_Fluent 15.0软件,在两相流计算采用均相流模型(HEM)、湍流计算采用realizable k-ε模型基础上,分别基于SS及Singhal空化模型对喷嘴孔内空化现象进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析,其中前者忽略了不凝性气体及湍流扰动对孔内空化现象的影响,而后者考虑了这2个因素。其后在两相流计算仍然采用均相流模型的基础上,将Singhal空化模型与不同的湍流模型组合应用,并与试验结果进行对比分析。结果显示:不凝性气体及湍流扰动对喷嘴孔内空化现象数值模拟存在显著影响,不考虑这2个因素时计算所得喷孔内气相区域分布规律与试验结果一致,然而计算所得气相体积分数仅为试验结果的42%,考虑这2个因素时计算所得气相区域分布规律同样与试验结果一致,且计算所得气相体积分数约为试验结果的96%,即考虑不凝性气体及湍流扰动的影响会使喷嘴孔内空化现象数值模拟更加准确;考虑不凝性气体及湍流扰动时计算所得气相区域在其末端出现小幅扩散现象,这种扩散现象源于不凝性气体在气相区域末端的膨胀作用;湍流粘度的计算结果通过影响场内流速、静压的方式最终对计算所得喷孔内气相区域分布产生一定影响。

关键词：喷嘴空化数值模拟不凝性气体湍流扰动

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宽带高幅驱动静电探针与湍流扰动的传播途径

核聚变与等离子体物理 2003年第2期23卷 119-123页

作者：王之江孙玄万树德闻一之俞昌旋刘万东王成潘阁生中国科技大学近代物理系合肥市230027

在KT 5C装置上用高输出能力的宽频带功率源驱动静电探针调制等离子体湍流振动,研究了等离子体边界湍流扰动的传播特性。在实验中用静电探针和磁探针探测到该功率源驱动的扰动沿磁力线传播,得出湍流扰动既可通过静电涨落形式传播,又可通... 详细信息

在KT 5C装置上用高输出能力的宽频带功率源驱动静电探针调制等离子体湍流振动,研究了等离子体边界湍流扰动的传播特性。在实验中用静电探针和磁探针探测到该功率源驱动的扰动沿磁力线传播,得出湍流扰动既可通过静电涨落形式传播,又可通过电磁涨落途径传播。

关键词：宽频带功率源静电探针湍流扰动等离子体静电涨落电磁涨落传播途径磁约束聚变

磁约束等离子体湍流扰动纵向传播的时间相关性研究

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核技术 2002年第8期25卷 601-607页

作者：王之江翟侃闻一之万树德俞昌旋潘阁生王成孙玄王俊中国科学技术大学近代物理系合肥230027

从相关时间以及色散关系分析入手 ,研究磁约束等离子体中湍流扰动的纵向传播性质 ,从不同途径来确定扰动的传播速度。其结果与电子流体速度具有一致性。从而表明 ,时间相关因数与色散关系这两种分析方法。

关键词：磁约束等离子体纵向传播时间相关性湍流扰动传播速度

二次气流速度对水平输送管速度场的湍流扰动影响研究

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工程热物理学报 2005年第Z1期26卷 133-136页

作者：楼建勇林江浙江工业大学职教学院浙江杭州310031 浙江科技学院机电工程学系浙江杭州310012

本文对气力成栓的浓相气力输送中二次气流对输送主管的管内气固两相流动进行数值研究。考虑了二次气流的气流速度对主输送管流场的湍流扰动影响,在给出了在二次气流速度作用下,输送主管的气相场、颗粒相场的压力、速度、浓度分布的基础... 详细信息

本文对气力成栓的浓相气力输送中二次气流对输送主管的管内气固两相流动进行数值研究。考虑了二次气流的气流速度对主输送管流场的湍流扰动影响,在给出了在二次气流速度作用下,输送主管的气相场、颗粒相场的压力、速度、浓度分布的基础上;考虑了不同的二次气流对输送主管速度场的湍流扰动作用,分别给出高二次气流速度和低二次气流速度时对输送主管流场压力、气相和固相速度的扰动结果;得出二次气流速度参数对气相速度和固相速度的影响不同的结论。气流场采用修正的κ-ε湍流模型进行计算,采用相间滑移数值方法(IPSA)求解全流场的N-S方程;模拟结果与文献试验比较吻合一致。研究结果为浓相气力输送设计提供了重要的理论依据。

关键词：气力输送浓相二次气流湍流扰动

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红外制导湍流扰动等效模拟技术研究

国外电子测量技术 2012年第6期31卷 26-28,32页

作者：田宇赵博方良 2941部队92分队

为实现室内湍流模拟,本文尝试通过研究平均流场、湍流流场及其合成气动光学效应,利用Zernike模式法计算相位,得到随机相位分布的数学模型。根据该模型,采用掩模移动光刻技术,制作随机位相板。通过控制位相板的运动,实现了湍流扰动的等... 详细信息

为实现室内湍流模拟,本文尝试通过研究平均流场、湍流流场及其合成气动光学效应,利用Zernike模式法计算相位,得到随机相位分布的数学模型。根据该模型,采用掩模移动光刻技术,制作随机位相板。通过控制位相板的运动,实现了湍流扰动的等效模拟。

关键词：气动光学湍流扰动位相板等效模拟

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不同几何形状的拱形支撑结构表面风压研究

Acta Mechanica Sinica 2023年第7期39卷 122-140页

作者：范治汕李博通司新辉胡雅静朱婧 School of Mathematics and Physics University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China

本文评估了拱形支撑结构周围的风流场特性,属于计算流体动力学的研究领域.通过与文献中风洞试验数据的对比,验证了数值模拟结果.本文不但给出了不同形状拱形支撑结构(尖顶、扁平和拱形结构)表面的平均、脉动、最大和最小风压系数,而且... 详细信息

本文评估了拱形支撑结构周围的风流场特性,属于计算流体动力学的研究领域.通过与文献中风洞试验数据的对比,验证了数值模拟结果.本文不但给出了不同形状拱形支撑结构(尖顶、扁平和拱形结构)表面的平均、脉动、最大和最小风压系数,而且讨论了不同的风向和结构高径比对风压系数的影响.结果表明,与其他结构相比,尖顶结构表面的风压系数和湍流扰动在数值上较低.地形粗糙度指数越低,结构表面的平均风压系数越大.此外,对于尖顶结构,高径比的增加会导致结构表面风压的增加.与其他风向相比,来风角度为45°的情况下屋顶表面所受负风压最强.值得指出的是,本文对于不同风向和尖顶结构的详细研究结果可以对工程设计优化领域有一定的借鉴意义.

关键词：风压系数拱形结构拱形支撑表面风压计算流体动力学几何形状高径比湍流扰动

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水中湍流激光透射测试技术研究

水中湍流激光透射测试技术研究

作者：郭浩大连海事大学

学位级别：硕士

目前水下光学探测技术已被广泛应用于资源勘探、军事侦察和渔业研究等领域,光学探测可以克服声纳探测中的不足,大幅提高海洋探测的工作效率。但海洋中存在的湍流是影响水下激光探测质量的重要因素,其内部不同尺寸的旋涡随机运动会引发... 详细信息

目前水下光学探测技术已被广泛应用于资源勘探、军事侦察和渔业研究等领域,光学探测可以克服声纳探测中的不足,大幅提高海洋探测的工作效率。但海洋中存在的湍流是影响水下激光探测质量的重要因素,其内部不同尺寸的旋涡随机运动会引发光束的各物理量随机脉动。当光束在湍流中传输时,极易发生吸收、散射及折射等衰减现象,导致激光的光特性发生变化,其光特性的变化也为精准探测湍流提供了可能。本文对湍流进行单独的激光透射实验,研究结论有两点重要意义:其一,当对水下目标进行激光探测时,将获取到的回波信号中湍流引发的干扰过滤掉,仅分析目标本身对光束传输的影响,可以提高对目标探测的精度;其二,通过分析不同类型湍流对激光透射干扰的差异,可直接对不同水中目标制造的湍流进行甄别,从而间接实现对水中目标侦察的目的。基于国内外对激光探测湍流的研究现状,本文主要做了以下研究工作:(1)湍流具有不规则、无秩序的特性,在模拟实验中很难控制湍流的强度。本文采用螺旋桨旋转制造湍流的模拟方式,通过改变螺旋桨转速或数量实现对湍流强度的调控,该方法不仅操作简便还符合实际。(2)本文基于N-S方程,以VP1304桨作为仿真模型,使用STAR-CCM+软件对螺旋桨尾流场进行数值模拟。通过改变螺旋桨的转速和进速系数等参数,在其尾部模拟出不同工况的湍流,分析得出湍流扰动会打破原有流场内部结构的平衡,尾流场的速度和压力均会发生波动,进而引发光束随机折射。仿真结果证明了实验的可行性,并为实验提供理论支撑。(3)本文基于脉冲激光的透射特性,设计并搭建了水中湍流激光透射测试平台,主要分析激光透射静水和湍流时的信号差异。实验利用波长532nm的激光器向模拟水箱发射脉冲信号,同时采集透射后的光信号并将其转化为电信号,然后将携带湍流信息的电信号进行数据处理,分析整理后的实验数据得出:湍流会改变激光的光学特性,不仅会衰弱激光的透射强度,还会降低激信号的平均功率及脉宽等参数。随着湍流强度持续的增强,信号被衰减的愈加严重,且信号呈规律性波动。(4)搭建了PIV测试平台对螺旋桨尾流场的速度进行实测,将PIV测量数据、仿真结果及实验数据对比分析,发现三者高度吻合,验证了本研究的合理性。本文总结激光透射湍流后光特性的变化规律,实现在复杂海况下对湍流探测并甄别不同湍流类型的研究目的。该研究有效地提升海洋光学探测的精度,可为舰船探测实际工程应用提供支撑。

关键词：光学检测激光透射湍流扰动船舶尾流

同方学位论文库评论

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激光大气传输湍流扰动仿真技术

中国光学 2012年第3期5卷 289-295页

作者：李波王挺峰王弟男田玉珍安雪晶海军驻长春地区航空军事代表室吉林长春130033 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039 辽宁机电职业技术学院信息工程系辽宁丹东118009

为了研究激光大气传输时湍流效应对激光应用技术的影响,对湍流扰动的仿真进行了分析。介绍了在实验室内进行激光大气传输湍流扰动研究的数值仿真技术和仿真系统。阐述了快速傅里叶变换(FFT)和Zernike多项式两种湍流扰动数值仿真方法,并... 详细信息

为了研究激光大气传输时湍流效应对激光应用技术的影响,对湍流扰动的仿真进行了分析。介绍了在实验室内进行激光大气传输湍流扰动研究的数值仿真技术和仿真系统。阐述了快速傅里叶变换(FFT)和Zernike多项式两种湍流扰动数值仿真方法,并且对比了两种方法的优劣。利用物理相位屏搭建了实物湍流仿真系统,介绍了其理论模型并进行了仿真实验,对激光经湍流系统传输后的光强能量分布进行了研究分析。结果显示,室内湍流仿真系统能够准确地模拟弱起伏条件下湍流对激光传输的影响。

关键词：激光传输湍流扰动随机相位仿真随机相位屏

自激振荡喷嘴流动特性及对近嘴射流雾化的影响

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吉林大学学报(工学版) 2022年

作者：高永强周士谦齐龙尹迁齐山东交通学院汽车工程学院

为探究自激振荡喷嘴内流动特性对燃油射流破碎效果的影响，建立了自激振荡喷嘴内射流流场的数学模型，采用LES和VOF相结合方法对自激振荡喷嘴振荡腔内外瞬时流场进行仿真，分析了振荡腔内射流扰动产生原因，获得振动腔内和近嘴区外流场... 详细信息

为探究自激振荡喷嘴内流动特性对燃油射流破碎效果的影响，建立了自激振荡喷嘴内射流流场的数学模型，采用LES和VOF相结合方法对自激振荡喷嘴振荡腔内外瞬时流场进行仿真，分析了振荡腔内射流扰动产生原因，获得振动腔内和近嘴区外流场涡度分布云图，以及近嘴区射流喷雾特性，并与传统圆型喷嘴进行了对比分析。结果表明：燃油流过自激振荡喷嘴振荡腔能够显著提高流体涡度以及射流扰动强度，射流扰动强度振荡幅值增大3倍多；扰动对喷嘴近场区域射流破碎的影响更加敏感，可以显著提高射流破碎质量，使喷嘴近场区域射流破碎距离SL大大减小，SL在（2～5）倍出口直径处振荡变化；射流近场喷雾锥角明显增大，最大增幅超过60%；射流雾化效果非常明显，揭示了自激振荡喷嘴可明显提高燃油破碎质量。数值模拟结果还为自激振荡脉冲雾化喷嘴提供了有力的理论依据。

关键词：能源动力工程自激振荡喷嘴喷雾特性射流破碎机理湍流扰动