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粘性底层特性的实验研究

水利水运科学研究 1992年第2期 181-187页

作者：王晋军北京航空航天大学

本文应用激光测速仪及其数据采集和处理系统,对紊流边界层内粘性底层特性进行了精细的量测,试验粗糙雷诺数小于12。实验结果表明,在本实验条件下均有粘性底层存在,并得到了水力光滑区的判据及粘性底层名义厚度与实际厚度的关系。此外,... 详细信息

本文应用激光测速仪及其数据采集和处理系统,对紊流边界层内粘性底层特性进行了精细的量测,试验粗糙雷诺数小于12。实验结果表明,在本实验条件下均有粘性底层存在,并得到了水力光滑区的判据及粘性底层名义厚度与实际厚度的关系。此外,还对粘性底层的紊动特性进行了讨论。

关键词：紊流粘性底层实验边界层

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双峰型非均匀沙推移运动特性及输移规律

水科学进展 2015年第5期26卷 660-667页

作者：孙东坡刘明潇王鹏涛李国栋赵亚飞董明家华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048

采用图像识别与推移质动态监测技术,开展基于双峰型非均匀推移质的系列水槽试验。通过引入反映床面粗糙度、粘性底层特性与颗粒非均匀度η(粗细比)的综合水流强度函数Ψb、特征弗劳德数Frb,系统研究了不同水流强度与床沙组成条件下的推... 详细信息

采用图像识别与推移质动态监测技术,开展基于双峰型非均匀推移质的系列水槽试验。通过引入反映床面粗糙度、粘性底层特性与颗粒非均匀度η(粗细比)的综合水流强度函数Ψb、特征弗劳德数Frb,系统研究了不同水流强度与床沙组成条件下的推移质输移特性以及颗粒非均匀度对输沙率的影响。通过对关键因子的辨识与量纲分析,提出了双峰型非均匀推移质输移模式,建立了基于近壁特征因子的水流强度Ψb与非均匀推移质输移强度Φ'的函数关系。对双峰型底沙输移机理的分析表明,非均匀沙的组成特征使得η成为影响Φ'的重要参量;正是细粒对粗粒的解怙作用对粗沙运动产生重要影响,使推移质输移率与颗粒非均匀度间呈现驼峰关系,峰值对应的粗细比ηc约为3∶7。

关键词：颗粒非均匀度综合水流强度特征弗劳德数粘性底层量纲一输沙率

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局部粗糙机翼表面气动特性影响研究

计算力学学报 2017年第1期34卷 123-129页

作者：彭程张江董金刚秦永明魏忠武中国航天科工集团第三研究院无人机技术研究所北京100074 中国航天空气动力技术研究院北京100074

采用柱型粗糙元,以尖劈和机翼外形为基础,利用CFD数值模拟方法,研究机翼表面局部粗糙区域对其周围气动特性的影响。研究相同粗糙元高度下,粗糙元位于尖劈表面不同位置时局部边界层和气动特性的变化情况;基于流动分区理论,采用空气动力... 详细信息

采用柱型粗糙元,以尖劈和机翼外形为基础,利用CFD数值模拟方法,研究机翼表面局部粗糙区域对其周围气动特性的影响。研究相同粗糙元高度下,粗糙元位于尖劈表面不同位置时局部边界层和气动特性的变化情况;基于流动分区理论,采用空气动力学理论分析与数值模拟结合的方法,分析F16机翼可接受的局部粗糙元高度;根据分析结果,在改进平板外形基础上,验证不同粗糙元高度对改进目标块区域气动特性的影响程度,并给出流经局部粗糙区域的流体发展状况。为了验证数值结果的准确性,采用S-A与SST湍流模型进行对比求解。本文工作对复杂大气环境引起的飞行器局部粗糙表面区域气动特性变化的研究具有指导意义。

关键词：柱状粗糙元机翼数值模拟流动分区粘性底层

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空调系统多分散相颗粒悬浮扩散的数值模拟

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2009年第6期28卷 953-956页

作者：卢振张吉礼端木琳冯国会沈阳建筑大学市政与环境工程实验研究中心省级重点实验室辽宁沈阳110168 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116023

为了研究多分散相颗粒在通风空调系统中悬浮扩散过程,采用CFD方法,根据力或力矩平衡原理,针对通风空调系统粘性底层中颗粒的悬浮运动进行了数值模拟;连续相采用Euler方法,离散相采用Lagarngian方法进行模拟;湍流流动采用标准k-ε模型进... 详细信息

为了研究多分散相颗粒在通风空调系统中悬浮扩散过程,采用CFD方法,根据力或力矩平衡原理,针对通风空调系统粘性底层中颗粒的悬浮运动进行了数值模拟;连续相采用Euler方法,离散相采用Lagarngian方法进行模拟;湍流流动采用标准k-ε模型进行求解。通风空调系统可悬浮颗粒在起始送风气流作用下分多次送入室内;相比较管道越长起始的送入量越少;在直管段上近端送风口的送出量大于远端送风口的送出量;在直管段上增加弯管后,送出量减少而沉降量增多。采用的数值模型合理,有效的捕捉了流场和颗粒运动规律。

关键词：通风空调系统粘性底层多分散相悬浮扩散

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弯道上游顺直河段水流流态的研究

沈阳农业大学学报 2008年第2期39卷 247-250页

作者：郭维东于冰张雪涛李亚飞陈娟沈阳农业大学沈阳110161 朝阳市大陵河工程建设管理局辽宁朝阳122000 江苏大学江苏镇江212013

采用三维声学多普勒流速仪对弯道上游顺直河段水流特性进行了系统的试验研究,全面分析了水流的三维时均流速及流场和纵向紊动强度。结果表明:该河段存在折冲水流,弯道与直道衔接处凸岸侧存在分离区,水流紊动强度的区域分布与流速区域分... 详细信息

采用三维声学多普勒流速仪对弯道上游顺直河段水流特性进行了系统的试验研究,全面分析了水流的三维时均流速及流场和纵向紊动强度。结果表明:该河段存在折冲水流,弯道与直道衔接处凸岸侧存在分离区,水流紊动强度的区域分布与流速区域分布相对应。该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据。

关键词：顺直河段流速分布紊动强度粘性底层

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y^+值对翼型气动参数计算精度的影响研究

空军工程大学学报（自然科学版） 2012年第3期13卷 25-29页

作者：于冲王旭董福安陈鹏空军工程大学理学院陕西西安710051 空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038

基于RAE 2822翼型,为了研究粘性底层无量纲参数y+对翼型气动参数计算精度的影响,采用ANSYS ICEM剖分的计算域网格和三维N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取SST湍流模型,在不同的y+值下借助ANSYS CFX模块数值计算了该翼型的气动参数,... 详细信息

基于RAE 2822翼型,为了研究粘性底层无量纲参数y+对翼型气动参数计算精度的影响,采用ANSYS ICEM剖分的计算域网格和三维N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取SST湍流模型,在不同的y+值下借助ANSYS CFX模块数值计算了该翼型的气动参数,分析了相对误差,绘制了压力系数分布云图。结果表明:过大的y+值导致误差增大;在y+的理论值11.63附近,计算精度变化较小;较小的y+可使精度进一步提高,但过小的y+并不能得到过高的计算精度。y+值对翼型边界不同区域的计算精度影响有所不同,翼型气动参数数值计算时推荐y+取2-4。

关键词：粘性底层数值计算误差分析压力系数分布

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模拟降雨条件下坡面流水力特性试验研究

模拟降雨条件下坡面流水力特性试验研究

作者：汪孟尧浙江大学

学位级别：硕士

坡面流是造成土壤侵蚀和泥沙输移的关键因素,也是地表径流的开端,研究坡面流水力学特性是构建土壤侵蚀预报模型的基础,对解决水土侵蚀等工程问题具有重要意义。本文通过设计不同粗糙度条件下的模拟降雨和冲刷试验,研究讨论了雨强、粗糙... 详细信息

坡面流是造成土壤侵蚀和泥沙输移的关键因素,也是地表径流的开端,研究坡面流水力学特性是构建土壤侵蚀预报模型的基础,对解决水土侵蚀等工程问题具有重要意义。本文通过设计不同粗糙度条件下的模拟降雨和冲刷试验,研究讨论了雨强、粗糙度、坡度、径流量对坡面流水力特性的影响,并从粘性底层和能量等角度分析了原因。取得的主要研究成果如下:冲刷试验中,当粗糙度d≤0.35 mm时,由于粘性底层的影响,下垫面颗粒对水流的扰动较小,坡面流阻力较小。坡面流流速与坡度呈正相关关系,径流深与坡度呈负相关关系;单个粗糙度工况下,阻力系数f近似于常数。当粗糙度d>0.35 mm时,坡度变化对流速和水深的影响较小,阻力系数与流量呈负相关,与坡度、粗糙度呈正相关。阻力系数与粗糙度、流量和坡度之间有良好的幂函数关系。模拟降雨试验中,降雨对坡面流具有减速作用,流速与雨强呈负相关关系。降雨对坡面流阻力系数有双重影响,整体表现为增阻效应。降雨阻力与雨强呈正相关关系。随着粗糙度的增大,降雨阻力在总阻力中的占比增加。在粗糙度d粘性底层影响,颗粒阻力也较小。所以单个粗糙度工况下,阻力系数f近似于常数。当粗糙度d≥0.35mm时,阻力系数与坡度、雨强和径流量之间有良好的幂函数关系。

关键词：坡面流粗糙度坡度坡面流阻力系数模拟降雨粘性底层

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非稳态条件下棒束通道边界层结构特性研究

非稳态条件下棒束通道边界层结构特性研究

作者：于晓勇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

受粘性的影响,冷却剂在棒束燃料组件近壁面会形成具有较大速度或温度梯度的边界层。边界层内,特别是粘性底层流体的动量和能量输运较弱,是冷却剂与燃料组件流动传热最主要的热阻。因此,边界层结构及其流动传热特性是决定燃料组件热工水... 详细信息

受粘性的影响,冷却剂在棒束燃料组件近壁面会形成具有较大速度或温度梯度的边界层。边界层内,特别是粘性底层流体的动量和能量输运较弱,是冷却剂与燃料组件流动传热最主要的热阻。因此,边界层结构及其流动传热特性是决定燃料组件热工水力性能的关键。非稳态流动和定位格架强扰动作用是影响边界层流动传热机制的重要因素,本文通过分离定位格架强扰动作用和非稳态流动两种因素,基于充分发展区域棒束通道边界层结构特性研究,针对非稳态条件下棒束通道边界层结构特性开展研究。本文首先基于粒子图像测速技术(PIV)及激光诱导荧光技术(LIF)获得了稳态条件下棒束通道边界层内的速度场及温度场分布,采用高速相机配合长焦微距镜头将空间分辨率提高至10微米。将测量点拟合到Spalding公式首次以实验方式获得了棒束燃料组件近壁面无量纲速度分布,定量分析了不同流动和传热条件下棒束通道边界层结构及其流动传热特性。结果表明:随着雷诺数(Re)的增加,边界层内层的范围逐渐减小,在边界层内层,随着Re的增加,粘性底层逐渐变薄,对数律层范围逐渐增大,棒束通道流动传热性能得到增强。增加浮升力将会削弱流道内的湍流脉动,减小对数律层占边界层内层的比例,导致棒束通道壁面附近的温度梯度减小,热边界层变厚,削弱棒束通道流动传热性能。进一步基于PIV技术针对定位格架下游四个典型位置的边界层结构开展可视化测量,探究定位格架的强扰动作用对边界层结构的影响规律。结果表明:定位格架的强扰动作用会减薄边界层内层的范围,影响边界层的发展,使流体提前进入湍流核心区。随着距离定位格架高度的增加,强扰动作用逐渐减弱,边界层内层的范围逐渐增加。强扰动作用会增强流道内的湍流脉动,削弱浮升力的影响,增强棒束通道内的流动传热性能。随后基于TR-PIV技术针对非稳态条件下棒束通道边界层分布开展可视化测量,通过控制变量,研究非稳态流动关键参数对边界层结构的影响规律。基于充分发展区域棒束通道边界层结构特性研究,综合分析非稳态条件及定位格架强扰动耦合作用下对边界层结构特性的影响,最终掌握非稳态条件下棒束通道边界层结构及其流动传热特性。结果表明:非稳态流动引入的扰动会破环边界层的发展,大幅度减薄边界层内层,振幅越大、周期越小,非稳态流动引入的扰动越大。在定位格架下游1倍水力直径(D)处,强扰动作用相较于非稳态条件引入的扰动处于主导地位,强扰动作用叠加非稳态条件引入的扰动进一步削弱了浮升力的影响,增强了棒束通道内的流动传热性能。

关键词：棒束通道边界层非稳态流动定位格架对数律层粘性底层

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对一种新污泥阀设计思路的初步探讨

中国高新技术企业 2009年第21期 30-33页

作者：王晨安阳钢铁集团有限公司河南安阳455004

文章分析了现有污泥脱水设备进料管上可能安装的调节阀频繁堵塞的原因。流体通过阀门时,节流口形状的不理想及其位置的偏离,造成流谱急剧弯曲变化,使流动的均匀性和流速的对称分布受到破坏是堵塞的主要原因。从污介质实际情况出发,提出... 详细信息

文章分析了现有污泥脱水设备进料管上可能安装的调节阀频繁堵塞的原因。流体通过阀门时,节流口形状的不理想及其位置的偏离,造成流谱急剧弯曲变化,使流动的均匀性和流速的对称分布受到破坏是堵塞的主要原因。从污介质实际情况出发,提出了相应的技术措施,设计了一种新污泥阀。

关键词：调节阀流线流速粘性底层紊流核心