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物理学报 2013年第11期62卷 318-327页

作者：陈云祥陈科尤云祥胡天群上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

基于不可压Navier-Stokes方程,采用计算流体力学方法,数值模拟与分析了层流圆管潜射流在密度均匀黏性流体中的演化机理及其表现特征,定量研究了蘑菇形涡结构无量纲射流长度L*、螺旋形涡环半径R*及其包络外形长度d*等几何特征参数随无量... 详细信息

基于不可压Navier-Stokes方程,采用计算流体力学方法,数值模拟与分析了层流圆管潜射流在密度均匀黏性流体中的演化机理及其表现特征,定量研究了蘑菇形涡结构无量纲射流长度L*、螺旋形涡环半径R*及其包络外形长度d*等几何特征参数随无量纲时间t*的变化规律.数值结果表明,蘑菇形涡结构的形成与演化过程可分为三个不同的阶段:启动阶段、发展阶段和衰退阶段.在启动阶段,L*和d*随t*线性变化,而R则近似为一个常数;在发展阶段,蘑菇形涡结构的演化具有自相似性,L*,R*和d*与t*1/2均为同一正比关系,而且雷诺数和无量纲射流时间不影响该正比关系;在衰退阶段,L*和R*正比于t*1/5,而d则近似为一个常数.此外,还对蘑菇形涡结构二次回流点、动量源作用中心及其几何中心的速度变化规律、垂向涡量分布特征和涡量-流函数关系进行了分析.

关键词：圆管潜射流蘑菇形涡结构演化机理

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层流圆管潜射流生成蘑菇形涡结构特性实验与数值研究

层流圆管潜射流生成蘑菇形涡结构特性实验与数值研究

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第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议

作者：陈云祥陈科尤云祥胡天群上海交通大学海洋工程国家重点实验室

本研究基于实验和数值方法研究了层流圆管潜射流生成蘑菇形涡结构的演化机理与表现特征,定量研究了蘑菇形涡结构无量纲射流长度L、螺旋型涡环半径R及其包络外形长度d等几何特征参数随时间t的变化规律。结果表明,实验与数值模拟吻合良好... 详细信息

本研究基于实验和数值方法研究了层流圆管潜射流生成蘑菇形涡结构的演化机理与表现特征,定量研究了蘑菇形涡结构无量纲射流长度L、螺旋型涡环半径R及其包络外形长度d等几何特征参数随时间t的变化规律。结果表明,实验与数值模拟吻合良好,二者都揭示出蘑菇形涡结构的形成与演化过程存在启动、发展和衰退三个不同阶段。在启动阶段,L和d随t线性变化而R则近似为一个常数;在发展阶段,蘑菇形涡结构的演化具有自相似性,L、R和d与t均为同一正比关系;在衰退阶段,L和R正比于t巧而d则近似为一个常数。

关键词：圆管潜射流蘑菇形涡结构演化机理

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