湍流混合层论文_汪磊

导读:本文包含了湍流混合层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:湍流,超声速,量纲,各向异性,动能,比率,厚度。

湍流混合层论文文献综述

汪磊[1](2016)在《超声速湍流混合层标量混合特性与混合增强技术研究》一文中研究指出本文以双燃烧室超燃冲压发动机(DCR)燃烧室内部富燃燃气与超声速空气来流的混合为研究背景,将具体的工程问题抽象为超声速湍流混合层的物理现象作为研究对象。综合运用了大涡模拟(LES)、纳米粒子平面激光散射技术(NPLS)以及粒子测速技术(PIV),对不同流动参数以及不同尾缘结构的被动混合增强机理开展了研究工作。首先,论文研究了不同流动参数(特征雷诺数、对流马赫数)对超声速混合层动量与标量特性的影响。在研究混合层动量特性时,发现特征雷诺数主要对混合层完全混合段产生促进作用,而对流马赫数的增大则对混合层的整个流场产生促进作用。在标量特性方面,发现混合层的标量也存在自相似性,同时与动量分布的单峰分布形式不同,混合层的标量脉动与标量纵向脉动输运量呈现双峰分布的形式,并且随着流动参数的改变,分布形式逐渐由双峰向单峰过渡。其次,为研究混合层被动混合增强技术,设计了板厚1mm不同齿间距的锯齿形尾缘试验件,并开展了NPLS/PIV实验研究。采用NPLS观测系统获得了不同尾缘流场的精细流动结构,并结合使用图像增强、边缘提取、互相关检测以及分形维数计算的处理方法,研究了混合层的空间与时间发展和演化规律。空间发展方面,观测到了锯齿形尾缘结构不同位置的不同流场结构,并通过不同工况的对比总结出了相应的规律。时间发展方面,则通过互相关技术,计算得到了混合层流场中大尺度结构的速度,大尺度结构整体表现出快运动、慢变化的流动特性。此外,针对在被动混合增强实验中所发现的规律,本文通过叁维大涡模拟揭示了锯齿形尾缘混合增强的机理。认为锯齿形尾缘结构能够诱导产生流向涡,在展向呈现出正弦分布的形式,波峰位于齿尖,而波槽则位于齿槽,这与实验中观测到的现象符合的很好。并且齿间距决定了产生流向涡的形式。最后,针对在锯齿形尾缘实验与仿真中发现的被动混合增强机理,设计了一种矩形波瓣形流向涡发生器,研究流向涡对混合层涡演化特性与标量混合特性的作用。研究发现由尾缘结构诱导产生的流向涡,能够将上下两侧的流体卷吸进入涡核,极大的扩大了混合区域,并且由于流向涡的剪切作用,大尺度的涡结构迅速破碎为小尺度的涡结构,增加了两股流体的接触面积,进而增大了标量混合效率。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-11-01)

陈钱,张会强,王兵,周伟江,杨云军[2](2016)在《超声速湍流混合层燃烧高精度数值模拟研究》一文中研究指出超声速湍流混合层燃烧是未来吸气式高超声速飞行器推进系统中普遍存在的现象,亟待开展深入研究。本文基于九组分Navier-Stokes方程和十九步氢氧详细化学反应机理,通过高阶格式对叁维超声速湍流混合层燃烧开展了数值模拟研究。对流项采用五阶紧致-WENO混合格式进行离散,扩散项采用六阶紧致格式进行离散,源项采用点隐格式进行处理,非定常项采用叁级Runge-Kutta格式进行时间推进。结果表明:高阶格式能精确分辨超声速湍流混合层燃烧过程中的涡结构与火焰结构;涡的演化经历了展向涡、伽马涡、发卡涡、细长涡等阶段;火焰演化过程中呈现出局部火焰形成、火焰变形、火焰传播、局部熄火等现象。这些瞬态场及其演化过程既有助于理解超声速湍流混合层燃烧的时空图像,亦对认识超声速湍流混合层燃烧的全局特性具有重要意义。(本文来源于《第九届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2016-10-20)

李霞[3](2013)在《长江口北槽枯季湍流混合、层化与潮汐应变:资料分析与数学模拟》一文中研究指出2010年1月分别在长江口北槽上、中、下叁站位(CS1、CSW和CS8),观测得到大、中、小潮的潮位、流速、盐度和含沙量的时间序列资料,它们定性地显示:具有大、中、小潮/涨、落潮的周期性变化。北槽水体潮流椭圆形状、旋转方向时间序列显示:(i) CS1站位,大潮,上层潮流椭圆逆时针旋转,下层潮流椭圆顺时针旋转;中潮,整个水体潮流椭圆逆时针旋转;小潮,中层潮流椭圆顺时针旋转;(ii) CSW站位,大潮和中潮,上层潮流椭圆均逆时针旋转,下层潮流椭圆均顺时针旋转;小潮,涨潮转落潮,潮流椭圆逆时针旋转,落潮转涨潮,潮流椭圆顺时针旋转;(iii) CS8站位,大、中、小潮,上层潮流椭圆顺时针旋转,下层潮流椭圆逆时针旋转。上、下层潮流椭圆旋转方向的不同表明:垂向水体中可能存在密度跃。为了估计北槽水体垂向的混合程度,采用考虑含沙量后的水体密度来估算“整体Richardson数(Rio)”。结果显示:(i) CS1和CSW站位,转流时刻,Rio量级为101~102,水体呈现层化;涨急、落急时,Rio量级为10~(-2)~10~(-1),水体呈现强混合;(ii) CS8站位,涨潮时,Rio在0.25和5之间,水体有一定层化;落潮时,平均量级为10~(-2),水体混合强烈;(iii)叁站位,涨潮时的层化均强于落潮时,大潮时的层化程度最强,而小潮时的层化持续时间最长。为了确定北槽水体密度跃的可能位置,估算了垂向“梯度Richardson数(Ri)”。叁站位的结果均显示:(i)涨急、落急时,Ri量级为0~10~(-2),底部混合强,使含沙量出现峰值,垂向混合强,使密度跃厚度减小且上移至水面,悬沙向上扩散至密度跃以下;(ii)转流时刻,Ri量级为101~102,水体层化强,密度跃厚度增加且下移,潮流椭圆旋转性明显,密度跃分隔上、下层潮流椭圆的旋转不同方向;强层化抑制了底部混合,悬沙被限制在密度跃层以下,更易落淤。基于这些结果,本文谨慎地提出了一个概念性模式:密度跃可能抑制垂向上动量、能量交换,致使上、下层潮流椭圆的旋转方向不同;且抑制垂向上的泥沙输运,使悬沙垂向上的输运也呈大、中、小潮/涨、落潮周期性变化。为了探讨北槽水体垂向的混合与的机制,采用Simpson et al.(1990)的公式,估算了由潮汐应变、河口环流和潮汐搅动引起的势能变化。结果显示:(i)叁站位(CS1、CSW和CS8)均存在潮汐应变的现象,且以由潮汐应变产生的非持久性为主;(ii)潮汐应变是水体层化的主要动力机制,而河口环流引起的势能变化率比潮汐应变和潮汐搅动引起的小102~103量级;(iii)潮汐应变与潮汐搅动的相互竞争是混合与层化涨、落潮周期性变化的主要原因。涨潮时,潮汐应变和潮汐搅动均促进水体混合;落潮时,潮汐应变增强水体层化,但是,潮汐搅动引起的势能变化率大于潮汐应变的,水体仍然呈现混合,且混合程度小于涨急时。转流时刻,潮汐搅动引起的势能变化率减小,水体混合减弱,层化增强,这可能是由于横向潮汐应变增强层化的作用造成的。为了再现北槽枯季的混合与层化的潮周期性变化,采用叁维河口水动力斜压数学模型GETM,并用牛皮礁潮位站的潮位与CS8站位大潮、中潮时的流速大小、流向和盐度进行了验证。模拟的底层流速和盐度值与观测值拟合较好;模拟的表层落潮流速和盐度值比观测值偏小,这可能是由于本模型未考虑北槽中人工导堤和丁坝的可能影响的原因。模拟的初步结果反映了北槽枯季混合与层化的涨、落潮周期性变化,转流时刻层化强,涨、落急时混合强。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-02-15)

马明宪,陈斌[4](2010)在《湍流混合层流动的离散涡数值模拟》一文中研究指出利用离散涡方法模拟湍流混合层流动,采用随机走步法考虑黏性并引入涡片表示固体边界的作用.平均速度与湍流参数的数值模拟结果与实验值吻合较好,验证了所提模型的有效性.结果显示沿流向:平均速度梯度降低;雷诺剪应力峰值呈增大趋势,但由于涡元的配对使得峰值出现了波动而没有单调增大;涡量峰值单调减小.在此基础上进一步研究了同一速比下雷诺数对湍流参数分布的影响规律,发现沿流向雷诺应力的峰值均以相似的斜率逐渐增大;平均涡量峰值递减,衰减速度随着雷诺数的增加而加快;同一截面上涡量峰值与雷诺数几乎成线性关系递增.(本文来源于《西安交通大学学报》期刊2010年11期)

田素梅,卢志明,刘宇陆[5](2009)在《无剪切湍流混合层的数值模拟研究》一文中研究指出以无剪切湍流混合运动为研究对象,应用雷诺应力模拟方法对随空间发展的强迫无剪切湍流混合层的自相似性,混合层的厚度发展规律,以及不同因素对混合层的厚度演化影响等内容进行了深入地研究。数值模拟得到的湍动能、湍动能耗散率以及各个方向脉动速度方差等的发展规律与实验吻合,混合层中的雷诺应力在略偏向低湍动能区域出现峰值。同时,流动仅在垂向有着较强的各(本文来源于《中国力学学会学术大会'2009论文摘要集》期刊2009-08-24)

郭富德,陈斌,王智伟,郭烈锦,张西民[6](2008)在《湍流混合层流场的PIV测量》一文中研究指出本文使用PIV对在竖直通道内放置一个特殊设计的隔板所形成的湍流混合层流动进行测量,高低侧速比为4:1,基于两股流体速度差和管道水力半径的Re数范围4400~158400。发现混合层中大涡拟序结构的尺度随雷诺数的增加而增大,而后又随雷诺数的继续增大而减小,气泡的加入会延缓或阻碍大涡拟序结构的发展。对雷诺应力、湍流强度、涡量、旋涡强度在混合层流场内随雷诺数的变化和分布规律进行分析,发现混合层内雷诺应力、湍流强度、涡量及旋涡强度均集中分布在隔板下游一个较窄的锥形区域内,雷诺应力和湍流强度随雷诺数的增大先增大后减小,随离开隔板距离的增大而减小.涡量及旋涡强度随雷诺数的增大而增加,随离开隔板距离的增大而减小.(本文来源于《工程热物理学报》期刊2008年11期)

赵玉新,易仕和,田立丰,何霖,程忠宇[7](2008)在《超声速湍流混合层实验图像的分形度量》一文中研究指出以高时空分辨率的纳米平面激光散射(NPLS)实验技术为基础,在SML-1风洞中完成了超声速混合层的流动显示实验.相应的实验图像清晰地再现了层流、转捩及湍流区的流场结构,空间分辨率满足分形度量的要求.给出并比较了测量分形维数的两种常用方法,采用计盒维数法测量了超声速混合层转捩区和完全发展湍流区的分形维数.转捩区的分形维数随着湍流脉动的增强而增加.完全发展湍流区的分形维数并不会因为流场结构不同而有较大的变化,表面上杂乱无章的湍流界面具有基本相同的分形维数,体现了湍流流动的自相似性.(本文来源于《中国科学(G辑:物理学 力学 天文学)》期刊2008年05期)

卢志明,田素梅,刘宇陆[8](2007)在《无剪湍流混合层的相似解》一文中研究指出无剪湍流混合层(Shearless turbulence mixing layer)可分为衰减(decaying or unforced)混合层和强迫(forced)混合层两类,前者对应具有不同湍流强度和尺度的两个半无穷大的均匀各向同性湍流的混合,后者对应实验室中具有不同网格间距的两层格栅湍流的混合。通过量纲分析引入相似变量,给出两类无剪混合层存在相似解的条件,并得到了在k-ε两方程模式框架下相似函数满足的方程。相(本文来源于《庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)》期刊2007-08-20)

赵玉新,易仕和,田立丰,何霖,程忠宇[9](2007)在《超声速湍流混合层流场结构的实验研究》一文中研究指出近年来,随着航空、航天技术的飞速发展,超声速湍流混合层流场结构的研究成为国内外湍流研究的热点和难点,相应的研究成果在气动光学、引射真空系统、气幕冷却以及混合燃烧等应用(本文来源于《庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)》期刊2007-08-20)

邱翔,张道祥,卢志明,刘宇陆[10](2007)在《两层流体中的湍流混合层演化》一文中研究指出本文采用大涡模拟方法研究了上下两层温度不同的稳定分层湍流,主要对其中的湍流混合层的演化进行了分析研究.结果表明在相同的剪切条件下,稳定分层对湍流脉动的产生起到了抑制作用,并加快了湍流脉动的衰减;在相同的分层条件下,剪切效应的促进了湍流脉动的产生,使得湍流度增大.同时还发现,由于剪切的存在,混合层呈现不对称性而向速度较小一侧偏移;稳定分层则抑制了混合层的发展,使得混合层变薄,说明分层抑制了垂向的温度扩散。(本文来源于《第二十届全国水动力学研讨会文集》期刊2007-08-01)

湍流混合层论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

超声速湍流混合层燃烧是未来吸气式高超声速飞行器推进系统中普遍存在的现象,亟待开展深入研究。本文基于九组分Navier-Stokes方程和十九步氢氧详细化学反应机理,通过高阶格式对叁维超声速湍流混合层燃烧开展了数值模拟研究。对流项采用五阶紧致-WENO混合格式进行离散,扩散项采用六阶紧致格式进行离散,源项采用点隐格式进行处理,非定常项采用叁级Runge-Kutta格式进行时间推进。结果表明:高阶格式能精确分辨超声速湍流混合层燃烧过程中的涡结构与火焰结构;涡的演化经历了展向涡、伽马涡、发卡涡、细长涡等阶段;火焰演化过程中呈现出局部火焰形成、火焰变形、火焰传播、局部熄火等现象。这些瞬态场及其演化过程既有助于理解超声速湍流混合层燃烧的时空图像,亦对认识超声速湍流混合层燃烧的全局特性具有重要意义。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

湍流混合层论文参考文献

[1].汪磊.超声速湍流混合层标量混合特性与混合增强技术研究[D].国防科学技术大学.2016

[2].陈钱,张会强,王兵,周伟江,杨云军.超声速湍流混合层燃烧高精度数值模拟研究[C].第九届全国流体力学学术会议论文摘要集.2016

[3].李霞.长江口北槽枯季湍流混合、层化与潮汐应变:资料分析与数学模拟[D].上海交通大学.2013

[4].马明宪,陈斌.湍流混合层流动的离散涡数值模拟[J].西安交通大学学报.2010

[5].田素梅,卢志明,刘宇陆.无剪切湍流混合层的数值模拟研究[C].中国力学学会学术大会'2009论文摘要集.2009

[6].郭富德,陈斌,王智伟,郭烈锦,张西民.湍流混合层流场的PIV测量[J].工程热物理学报.2008

[7].赵玉新,易仕和,田立丰,何霖,程忠宇.超声速湍流混合层实验图像的分形度量[J].中国科学(G辑:物理学力学天文学).2008

[8].卢志明,田素梅,刘宇陆.无剪湍流混合层的相似解[C].庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下).2007

[9].赵玉新,易仕和,田立丰,何霖,程忠宇.超声速湍流混合层流场结构的实验研究[C].庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上).2007

[10].邱翔,张道祥,卢志明,刘宇陆.两层流体中的湍流混合层演化[C].第二十届全国水动力学研讨会文集.2007

论文知识图

双射流孔冷却效率的计算和实验对比大气边界层气体收支平衡理论图10 超声速湍流混合层完全发展湍流...时间间隔10微秒的超声速湍流混合层=283时刻两相湍流混合层粒子...1 超声速湍流混合层实验装置

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