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基于环境源项法的SST γ-Re_(θt)转捩模型修正

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农业机械学报 2023年第2期54卷 151-159页

作者：叶长亮王福军汤远陈俊郑源河海大学能源与电气学院南京211100 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

边界层转捩的准确预测对于提高轴流泵内部流动计算精度具有重要意义。以轴流泵叶片的简化模型——水翼为研究对象,探索了SSTγ-Re_(θt)转捩模型在不同雷诺数下的适用性。研究发现,在低雷诺数条件(Re_(L)小于1.6×10^(6))下,SSTγ-Re_(... 详细信息

边界层转捩的准确预测对于提高轴流泵内部流动计算精度具有重要意义。以轴流泵叶片的简化模型——水翼为研究对象,探索了SSTγ-Re_(θt)转捩模型在不同雷诺数下的适用性。研究发现,在低雷诺数条件(Re_(L)小于1.6×10^(6))下,SSTγ-Re_(θt)转捩模型的预测精度与试验值较为接近;在高雷诺数条件下,随着雷诺数的增大,SSTγ-Re_(θt)转捩模型预测的边界层转捩位置相较试验值逐渐靠前,说明SSTγ-Re_(θt)转捩模型对高雷诺数水翼边界层转捩发生的判断效果不佳。基于此,针对SSTγ-Re_(θt)模型中输运方程采用环境源项法进行修正,引入环境湍动能和环境湍流比耗散率参数,建立了湍流比耗散率与雷诺数的关系,得到SSTγ-Re_(θt)转捩修正模型。在Donaldson修型尾缘水翼和NACA0016水翼高雷诺数流动中验证表明,修正模型提高了水翼边界层转捩位置及其它流场参数预测的准确性。

关键词：水翼转捩修正环境源项

Gao-Yong湍流模型对边界层转捩的适用性研究

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第4期63卷 642-648页

作者：孙逸凡朱炜吴玉新祁海鹰清华大学能源与动力工程系北京100084

准确预测边界层转捩对深入理解湍流边界层发展和飞行器翼型优化工业应用等具有重要意义。为提升Gao-Yong(G-Y)湍流模型对平板边界层发展及转捩特性预测的准确性与适用性,该文提出了采用G-Y漂移位矢Reynolds数(ReT)表征当地湍流脉动强度... 详细信息

准确预测边界层转捩对深入理解湍流边界层发展和飞行器翼型优化工业应用等具有重要意义。为提升Gao-Yong(G-Y)湍流模型对平板边界层发展及转捩特性预测的准确性与适用性,该文提出了采用G-Y漂移位矢Reynolds数(ReT)表征当地湍流脉动强度的方法,建立实度系数(Cs)与ReT间的函数关系,解决G-Y湍流模型中Cs取值间断、分布离散的问题。基于开源OpenFOAM软件开发了改进G-Y湍流模型的求解器,对经典平板边界层和转捩实验开展计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟并验证。研究结果表明,相比k-ω等传统雷诺平均(Reynolds averaged Naviers-Stokes,RANS)模型,改进后的G-Y湍流模型不仅能准确模拟边界层流动特征,还能合理预测边界层发展过程及转捩位置,准确性较高。结果表明,经过改进的G-Y湍流模型可进一步用于对边界层转捩特性的研究。

关键词：数值模拟 G-Y湍流模型平板边界层转捩

高超声速三维边界层转捩数值研究进展及预测软件

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空气动力学学报 2023年第11期41卷 1-19,I0001页

作者：黄章峰张宇琦天津大学机械工程学院天津300072

高超声速边界层转捩问题已经成为飞行器设计需要考虑的一个关键因素,也是高超声速流动研究的热点和难点。三维边界层中存在横流、流向涡、接触线三种典型的流动结构和失稳特征,他们诱导转捩的机理不同。本文总结了低雷诺数湍流、γ-Re_(... 详细信息

高超声速边界层转捩问题已经成为飞行器设计需要考虑的一个关键因素,也是高超声速流动研究的热点和难点。三维边界层中存在横流、流向涡、接触线三种典型的流动结构和失稳特征,他们诱导转捩的机理不同。本文总结了低雷诺数湍流、γ-Re_(θt)、k-ω-γ、层流动能4种常用转捩模型的构造、适用性及应用情况,介绍了适用于三维边界层的BiGlobal、PSE3D、TriGlobal三种全局稳定性分析方法,分析了基于转捩预测e^(N)方法的eMalik、LASTRAC、LILO、HyTEN等转捩软件的优缺点,展望了高超声速三维边界层转捩研究及软件开发的未来。

关键词：转捩预测软件三维边界层高超声速

三维边界层转捩预测HyTEN软件在高超声速典型标模中的应用

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空天技术 2023年第1期2023卷 150-158页

作者：万兵兵陈曦陈坚强袁先旭段茂昌黄章峰涂国华中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室天津大学力学系

转捩预测技术是飞行器减阻增程设计的重要手段之一。eN方法是基于稳定性理论建立的常用可靠转捩预测方法,但是由于飞行器实际外形呈现出三维复杂特征,该方法离工程应用还存在较大距离。为此开发了一款基于三维边界层eN方法的高超声速转... 详细信息

转捩预测技术是飞行器减阻增程设计的重要手段之一。eN方法是基于稳定性理论建立的常用可靠转捩预测方法,但是由于飞行器实际外形呈现出三维复杂特征,该方法离工程应用还存在较大距离。为此开发了一款基于三维边界层eN方法的高超声速转捩预测软件。同时,结合风洞实验与飞行试验,开展了该软件对圆锥、升力体等高超声速典型标模的转捩预测与分析研究,实现了该软件对Mack模态、横流模态、流向涡失稳等典型转捩机制预测的应用。通过与实验数据对比,获得了更多流动条件下典型外形的转捩判据,丰富了转捩判据知识库,不断提高软件的转捩预测精度。

关键词： eN方法转捩升力体风洞实验飞行试验

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中国竞技话语的身体知识型之近现代转捩

体育与科学 2023年第6期44卷 10-18页

作者：张震甄岢鑫华东师范大学体育与健康学院北京外国语大学体育教研部

在近现代“物竞天择”的国际政治生态下，竞技成为非常重要的身体知识型，为动员举国力量提供了精神与物质的双重支撑。“竞技”一词由日语译入，用于翻译athletics, sports等词，在与中国古典竞争观念冲突融合过程中，发生了福柯知识... 详细信息

在近现代“物竞天择”的国际政治生态下，竞技成为非常重要的身体知识型，为动员举国力量提供了精神与物质的双重支撑。“竞技”一词由日语译入，用于翻译athletics, sports等词，在与中国古典竞争观念冲突融合过程中，发生了福柯知识考古学意义上的“古代知识型”向“现代知识型”的转捩，体现为四方面：(1)由君王和贵族的政治身体之竞技转化为举国之民参与的身体政治；(2)由大众娱乐消遣和民间祭祀的竞赛活动转化为国家在场的全民政治祭祀；(3)由“非道德”的身体话语转化为包含女性在内之全民都要承担的道德责任；(4)由自上而下的政治转化为日常生活的知识话语，完成了从全国竞技到全民竞技的转型。竞技话语的身体知识构建，其表层是健康知识、卫生观念和身体管理方式的变化，实质却是国家权力结构透过身体知识型的变化，实现了现代性规训的转捩。在竞技话语的知识中，民族权力被强健的身体、积极竞争的精神和坚忍的意志所表征。竞技话语所体现的集体理念对中华民族共同体意识的构建有着重要的意义，也是想象共同体生产的身体主体。

关键词：竞技话语身体知识型转捩具身话语

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平面叶栅边界层的转捩试验及数值模拟

计算物理 2023年第3期40卷 307-313页

作者：孙天野祝宝山王红彪清华大学能源与动力工程系北京100084

基于温敏漆(TSP)技术,以跨音速平面叶栅为研究对象,开展平面叶栅边界层转捩位置的试验以及数值模拟研究。试验结果表明:利用TSP测量技术可以得到平面叶栅表面的温度分布,进而判断边界层转捩位置。通过CFD(Computational Fluid Dynamics... 详细信息

基于温敏漆(TSP)技术,以跨音速平面叶栅为研究对象,开展平面叶栅边界层转捩位置的试验以及数值模拟研究。试验结果表明:利用TSP测量技术可以得到平面叶栅表面的温度分布,进而判断边界层转捩位置。通过CFD(Computational Fluid Dynamics)数值方法完成验证工作。

关键词：跨音速平面叶栅转捩温敏漆计算流体力学

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5×5棒束通道内流动转捩特性研究

原子能科学技术 2020年第12期54卷 2376-2384页

作者：郝思佳李兴祁沛垚乔守旭谭思超王啸宇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 中国核动力研究设计院四川成都610041

棒束通道的特殊结构导致其内部流动转捩情况较为复杂,探究其内部流动转捩规律具有重要意义。本文针对棒束通道内的流动转捩特性开展实验与CFD模拟研究,通过实验获得了棒束通道内沿程阻力系数的变化规律;采用不同湍流模型进行了数值模拟... 详细信息

棒束通道的特殊结构导致其内部流动转捩情况较为复杂,探究其内部流动转捩规律具有重要意义。本文针对棒束通道内的流动转捩特性开展实验与CFD模拟研究,通过实验获得了棒束通道内沿程阻力系数的变化规律;采用不同湍流模型进行了数值模拟。结果表明,SST k-ω模型能较好地反映实验结果。进一步对比了不同雷诺数工况下通道内不同位置的沿程阻力系数与湍流强度,发现对于不同子通道,中心子通道湍流强度与沿程阻力系数高于边角子通道;对于同一子通道,子通道中心处湍流强度与壁面切应力高于子通道边缘处。这一结果说明,受壁面影响,棒束内湍流强度、壁面切应力、阻力特性具有不均匀性,这些空间上的不均匀性相互作用会引起总体上棒束转捩点不明显。

关键词：棒束通道转捩沿程阻力系数湍流强度

脉冲电弧等离子体激励控制超声速平板边界层转捩实验

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物理学报 2020年第15期69卷 181-191页

作者：唐冰亮郭善广宋国正罗彦浩空军工程大学航空工程学院等离子体动力学重点实验室西安710038

脉冲电弧等离子体激励器具有局部加热效应强、扰动范围广等特点,在超声速流动控制中具有广阔的应用前景.本文运用电参数测量系统和高速纹影技术研究了脉冲电弧等离子体激励器在Ma=3来流条件下的电特性和流场特性;采用纳米粒子平面激光... 详细信息

脉冲电弧等离子体激励器具有局部加热效应强、扰动范围广等特点,在超声速流动控制中具有广阔的应用前景.本文运用电参数测量系统和高速纹影技术研究了脉冲电弧等离子体激励器在Ma=3来流条件下的电特性和流场特性;采用纳米粒子平面激光散射技术对超声速平板边界层的流动结构进行了精细测量,并对不同等离子体激励频率下的边界层转捩特性进行了研究.实验结果表明,脉冲电弧放电会产生速度较高的前驱冲击波和温度较高的热沉积区,给边界层施加连续不断的扰动.施加扰动的脉冲电弧等离子体激励能够促进超声速平板边界层转捩.并且脉冲放电的高频冲击效应可以促进转捩提前发生,且频率越高,效果越好,当施加激励频率为60 kHz时,转捩区长度为0,湍流边界层厚度为25 mm.脉冲电弧等离子体激励器可以用来促进超声速边界层转捩.

关键词：脉冲电弧超声速转捩纳米粒子平面激光散射技术

基于格子Boltzmann方法的幂律流体二维顶盖驱动流转捩研究

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物理学报 2021年第18期70卷 219-227页

作者：张恒任峰胡海豹西北工业大学航海学院西安710072

研究非牛顿流体转捩问题,可为调控非牛顿流体动力特性提供理论基础.相对于牛顿流体转捩问题,非牛顿流体转捩研究较少,缺乏转捩雷诺数精细预报方法.论文以格子Boltzmann方法为核心求解器,以典型非牛顿流体幂律模型为例,开展了幂律流体二... 详细信息

研究非牛顿流体转捩问题,可为调控非牛顿流体动力特性提供理论基础.相对于牛顿流体转捩问题,非牛顿流体转捩研究较少,缺乏转捩雷诺数精细预报方法.论文以格子Boltzmann方法为核心求解器,以典型非牛顿流体幂律模型为例,开展了幂律流体二维顶盖驱动流转捩模拟,给出剪切变稀和剪切增稠流体的第一转捩雷诺数,并分析了转捩雷诺数附近流场时频域特性及模态分布.结果表明,剪切变稀流体和剪切增稠流体的第一转捩雷诺数与牛顿流体差异显著,且在转捩临界雷诺数附近监控点处速度分量均呈现周期性变化趋势.通过对流场速度和涡量的本征正交分解发现,不同类型的流体在转捩临界雷诺数附近,前两阶模态均为流场的主模态,能量占比超过95%,且同类型流体不同雷诺数的主模态间具有相似的结构.

关键词：幂律流体转捩格子 Boltzmann 方法顶盖驱动流