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基于拉瓦尔喷管+一维定常管流的高压气瓶放气特性研究
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作者 何曦光 黄斌 +1 位作者 宋飞 潘炜 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期85-91,共7页
潜水器在进行高压气吹除主压载水舱上浮过程中,高压气瓶放气状态对整个吹除过程有直接影响。为了有效保证潜水器的生命力,必须对高压气瓶放气特性进行深入研究。基于拉瓦尔喷管+一维定常管流模型对高压气瓶及连接气管道放气过程进行建模... 潜水器在进行高压气吹除主压载水舱上浮过程中,高压气瓶放气状态对整个吹除过程有直接影响。为了有效保证潜水器的生命力,必须对高压气瓶放气特性进行深入研究。基于拉瓦尔喷管+一维定常管流模型对高压气瓶及连接气管道放气过程进行建模,研究了相同总温及不同压强比下的气体流动状态,得到气管道中气体马赫数、质量流量等参数与吹除时间、压强比的关系曲线,并与台架实船工况的实验数据进行了对比验证。结果表明:在两种工况的稳态区间内,气体马赫数的相对误差近似为0,而气体质量流量的相对误差分别小于3.8%和2.7%。 展开更多
关键词 高压气吹除 拉瓦尔喷管 一维定常管流理论
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连续式跨声速风洞流场湍流度测量试验研究
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作者 朱博 陈吉明 +1 位作者 吴巍 裴海涛 《实验流体力学》 北大核心 2025年第3期97-105,共9页
使用恒温式热线风速仪(CTA)完成了0.6 m连续式跨声速风洞换热器入口至试验段流场湍流度测量;采用二维热线探头旋转方法,完成了换热器入口至稳定段出口的低速流场三维湍流度分布测试;采用一维探头连续变热线过热比方法,完成了试验段跨声... 使用恒温式热线风速仪(CTA)完成了0.6 m连续式跨声速风洞换热器入口至试验段流场湍流度测量;采用二维热线探头旋转方法,完成了换热器入口至稳定段出口的低速流场三维湍流度分布测试;采用一维探头连续变热线过热比方法,完成了试验段跨声速流场湍流度测试,测试流场最高马赫数为1.5。研究结果表明:换热器段和稳定段是重要的降湍部段,均可降低湍流度90%以上;稳定段阻尼网从3层增加至5层,可降低稳定段湍流度50%,降低试验段湍流度17%;采用CTA连续变热线过热比方法可获得试验段可压缩流场的扰动图(反映试验段流场的扰动特征)和湍流度值,马赫数为0.4时流场扰动图呈现一阶线性特征,马赫数为0.7时流场扰动图呈现双曲线特征。实验结果可为连续式跨声速风洞流场湍流度评估和优化提供依据。 展开更多
关键词 湍流度 连续式跨声速风洞 流场扰动 可压缩流 热线风速仪
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微结构超疏水壁面湍流边界层减阻机理的TR-PIV实验研究 被引量:1
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作者 刘朝阳 王鑫蔚 +3 位作者 王轩 李彪辉 王宇飞 姜楠 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期54-64,共11页
文章对超疏水微沟槽和微凸柱面湍流边界层的减阻机理进行了实验研究。使用高时间分辨率粒子图像测速仪(TR-PIV)测量了亲水壁面、超疏水微沟槽壁面和超疏水微凸柱壁面湍流边界层内的瞬时速度场,对比分析了3种壁面的壁面摩擦切应力,发现2... 文章对超疏水微沟槽和微凸柱面湍流边界层的减阻机理进行了实验研究。使用高时间分辨率粒子图像测速仪(TR-PIV)测量了亲水壁面、超疏水微沟槽壁面和超疏水微凸柱壁面湍流边界层内的瞬时速度场,对比分析了3种壁面的壁面摩擦切应力,发现2种超疏水壁面都产生了减阻效果,但超疏水微沟槽壁面的减阻率(13.8%)大于超疏水微凸柱壁面(10.2%)。分析湍流边界层内3种壁面对应的平均速度剖面、湍流脉动强度和雷诺切应力剖面,发现流体在超疏水壁面具有滑移速度,且在15+<100区域的同一法向高度上,亲水壁面、超疏水微沟槽和超疏水微凸柱壁面对应的流向湍流脉动强度依次减弱,同时在30+<80区域的同一法向高度上,超疏水微凸柱壁面、亲水壁面和超疏水微沟槽壁面对应的法向湍流脉动强度依次减弱。在整个法向高度上,亲水壁面、超疏水微凸柱壁面和超疏水微沟槽壁面的最大雷诺切应力依次减小。以Λci准则识别出的顺向涡为条件进行条件采样和相位平均,并分别与亲水壁面对比,发现在y+=63附近,超疏水微沟槽壁面展向涡诱导的第四象限事件幅值减弱,其构成的扫掠事件强度减小,进而使阻力减小。为进一步分析湍流脉动能量,使用本征正交分解,对湍流边界层内全场的瞬时脉动速度在时间和流-法向空间上求和并进行无量纲化,以表征流场的脉动程度。结果表明:超疏水微凸柱壁面展向滑移的增阻特性削弱了流向滑移带来的减阻效果;超疏水微沟槽壁面的流向滑移特性能有效抑制湍流脉动,从而达到更好的减阻效果。 展开更多
关键词 壁湍流减阻 超疏水壁面 本征正交分解 尺度分解 相位平均
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相邻圆柱/斜坡及其展向间距对平板流动转捩影响的直接数值模拟
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作者 凌伟豪 王志恒 +2 位作者 黄文林 孙中国 席光 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第8期32-41,共10页
针对相邻粗糙元对平板转捩的影响尚未阐明的问题,基于直接数值模拟研究了由圆柱和斜坡两种形状组成的展向相邻粗糙元布局诱导平板边界层发生的转捩。粗糙元采用嵌入边界法进行解析,两种形状的粗糙元展向间距分别设为2.5h、5h,h为粗糙元... 针对相邻粗糙元对平板转捩的影响尚未阐明的问题,基于直接数值模拟研究了由圆柱和斜坡两种形状组成的展向相邻粗糙元布局诱导平板边界层发生的转捩。粗糙元采用嵌入边界法进行解析,两种形状的粗糙元展向间距分别设为2.5h、5h,h为粗糙元高度。结果表明,强扰动的斜坡会主导发卡涡破碎、转捩的起始点以及平均流向脉动流输送的能量,不考虑斜坡时,展向间距的减小能有效促进转捩。不同形状粗糙元间的耦合作用会产生比相同形状粗糙元下更强的非线性相干结构。斜坡的强扰动主要是对相干结构的壁法向、展向两种脉动波产生贡献,而不是流向脉动波。适当小的展向间距所加强的不同形状相邻粗糙元间的耦合作用,有利于中心位置处非线性结构的演化,并且这种非线性结构可由全频带内的若干线性模态进行近似。当展向间距适当时,不同形状的粗糙元会在近下游的某个位置产生非线性结构的低频共振,这极大地增强了非线性结构的演化。 展开更多
关键词 直接数值模拟 线性模态 相干结构 粗糙元
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亚临界雷诺数圆球绕流相干结构RANS基壁面模化大涡模拟方法研究
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作者 蓝林欣 韩盼盼 +3 位作者 尤云祥 邱小平 马乔 吴凯健 《船舶力学》 北大核心 2025年第11期1663-1677,共15页
亚临界区圆球绕流的CFD数值模拟目前仍面临诸多困难,包括剪切层不稳定结构及回流区周期性收缩、舒张等相干结构的高置信度解析与捕捉等。本文发展一种RANS基壁面模化大涡模拟方法,致力于对这类复杂钝体绕流现象进行高置信度的CFD数值模... 亚临界区圆球绕流的CFD数值模拟目前仍面临诸多困难,包括剪切层不稳定结构及回流区周期性收缩、舒张等相干结构的高置信度解析与捕捉等。本文发展一种RANS基壁面模化大涡模拟方法,致力于对这类复杂钝体绕流现象进行高置信度的CFD数值模拟研究。该方法与传统RANS/LES混合方法的主要不同之处在于,其RANS与LES模式之间的转换是通过一个仅与当地网格参数相关的滤波参数fk实现,并且RANS与LES模式之间的转换边界位置及其对湍动能的解析能力可通过两个可自定义的控制参数fk1和fk2进行预先设定。通过对亚临界雷诺数Re=3700下圆球绕流场的系列数值模拟研究表明,该方法具有对其绕流场中复杂三维时空瞬态演化相干结构进行高置信度CFD数值解析及捕捉的能力。 展开更多
关键词 亚临界区 圆球绕流 相干结构 K-H不稳定性 壁面模化大涡模拟 RANS/LES混合
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基于PIV/PTV的直升机旋翼“沙盲”现象风沙两相流测量
6
作者 王少飞 潘翀 +2 位作者 张卫国 刘亚奎 齐中阳 《实验流体力学》 北大核心 2025年第4期28-35,共8页
本文采用粒子图像/追踪测速技术(PIV/PTV),对直升机旋翼近地悬停诱导的“沙盲”风沙两相流进行了测量。通过Γ2涡心识别和模态分解方法,精细描绘了尾流场中桨尖涡偏转、合并耗散的过程,并揭示了该过程中不同区域主导模态的空间分布形态... 本文采用粒子图像/追踪测速技术(PIV/PTV),对直升机旋翼近地悬停诱导的“沙盲”风沙两相流进行了测量。通过Γ2涡心识别和模态分解方法,精细描绘了尾流场中桨尖涡偏转、合并耗散的过程,并揭示了该过程中不同区域主导模态的空间分布形态和频率特征。通过对颗粒运动过程的观察,发现了颗粒受尾流场激励形成的波浪状团聚扩散结构。地表颗粒在近地区域(x/R=2~3)内被大量激励起动。对流场模态数据的相关分析表明,该区域内颗粒的起动与桨尖涡合并后形成的大尺度耗散结构的输运密切相关。 展开更多
关键词 直升机旋翼 沙盲 两相流 粒子图像/追踪测速技术 本征正交分解
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基于积分形式的湍流边界层壁面摩擦速度预测方法
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作者 孟响 卢兆麟 +1 位作者 李栋 张凯 《力学学报》 北大核心 2025年第1期43-54,共12页
湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层... 湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层平均速度和雷诺应力剖面预测壁面摩擦速度的积分方法.该方法仅需要同一流向位置、边界层外层的平均流场分布,显著降低了对近壁面流场数据的依赖性.通过文献中大量的直接数值模拟和实验数据验证,该方法的相对误差在±3%以内,且受积分上下限以及边界层厚度等模型参数的影响较小.通过与文献中具有相似积分形式的壁面摩擦速度预测方法比较,发现湍流边界层壁面摩擦速度预测方法的精度与选取的总切应力模型密切相关.本文提出的壁面摩擦速度预测方法适用于不可压缩、零压力梯度光滑及粗糙壁面湍流边界层流动,具有精度高和鲁棒性强等特点,研究结果可为航空航天及能源动力等领域重大工程应用中湍流壁面摩擦阻力的准确预测和调控提供理论指导. 展开更多
关键词 壁面摩擦速度 湍流边界层 直接数值模拟 实验测量
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带水平剪切的温盐稳定分层流动数值模拟
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作者 荀伟康 杨延涛 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第6期120-130,I0002,45,共13页
海洋中普遍存在由温度、盐度差异形成的垂向密度分层现象,其典型流动结构包括对流混合层和强密度梯度层。为研究这种分层结构对温度、盐度和密度垂向混合输运的影响规律,针对由致稳温度梯度和盐度梯度组成的双分层流体,提出了一种在背... 海洋中普遍存在由温度、盐度差异形成的垂向密度分层现象,其典型流动结构包括对流混合层和强密度梯度层。为研究这种分层结构对温度、盐度和密度垂向混合输运的影响规律,针对由致稳温度梯度和盐度梯度组成的双分层流体,提出了一种在背景剪切作用下由有限大小初始扰动诱发的非线性分层形成机制,并利用二维直接数值模拟验证了该机制能够诱发分层流态。结果表明:温度剪切强度直接影响密度分层界面的光滑程度;平均密度剖面的分层形态主要由平均盐度剖面形态主导;流场瞬时热流和盐流具有强相关性,表明二者对流输运均由流场中高密度梯度界面的空间振荡运动主导。本研究揭示了海洋温盐湍流混合的一种新形态,对发展海洋温盐分层湍流的参数化模型具有重要参考价值。 展开更多
关键词 分层湍流 水平剪切 温盐分层 湍流混合 直接数值模拟
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横流中射流水动力与声学性能数值模拟研究
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作者 张博艺 靳国永 +2 位作者 叶天贵 宋晓济 靳淼 《船舶力学》 北大核心 2025年第4期669-679,共11页
水下航行器舷外排放形成了横流与射流相互作用的流体结构,横流中射流产生的流体动力学特性是流体领域的重要课题。本文基于雷诺平均与大涡模拟方法,建立横流中射流的数值计算模型,将时均速度与脉动压力结果与文献试验结果进行对比,验证... 水下航行器舷外排放形成了横流与射流相互作用的流体结构,横流中射流产生的流体动力学特性是流体领域的重要课题。本文基于雷诺平均与大涡模拟方法,建立横流中射流的数值计算模型,将时均速度与脉动压力结果与文献试验结果进行对比,验证计算方法的准确性。基于数值计算结果探究孔口上下游近壁面速度及涡量特性,分析孔口附近的声场特性。结果表明:孔口射流对上游边界层的影响体现在前6倍孔径范围内,孔口下游2~14倍孔径范围内发生流动分离;在横流与射流干涉作用下,孔口下游形成了反对称涡对的特征涡结构;反旋对称涡对形成于孔口下边缘附近,并在下游持续存在,其涡核沿流向距离增加逐渐远离壁面,影响区域逐渐扩大;横流与射流相互作用产生的主要声源位于壁面附近,孔口附近声源水平较高且存在脱离壁面的特征,孔口下游声压水平明显高于孔口上游相同位置,声场辐射与流向相关,存在明显的指向性特征。 展开更多
关键词 射流注入横流 边界层特性 特征涡结构 反旋对称涡对 涡声方程
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考虑风-浪耦合作用的近岸风参数分布特征
10
作者 谢泽恩 李嘉煜 +1 位作者 李加武 蔡松 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第6期14-24,共11页
为研究近岸处风参数的分布特性,基于CFD(computational fluid dynamics)技术,建立了二维几何模型,针对二维风作用在平静水面(初始状态)情况,采用SST k-ω湍流模型以及多相流模型对其风参数的分布特性进行数值模拟,开展了发展距离、水深... 为研究近岸处风参数的分布特性,基于CFD(computational fluid dynamics)技术,建立了二维几何模型,针对二维风作用在平静水面(初始状态)情况,采用SST k-ω湍流模型以及多相流模型对其风参数的分布特性进行数值模拟,开展了发展距离、水深、来流风速以及水底地形的坡度变化对风参数分布特征的变化特性分析。结果表明:当发展距离在60 m以内时,风速在距离水面较近处大于入口风速,呈现加速现象;当超过60 m后,风速随着位置高度的增加而增加,达到一定高度后,速度大小保持不变;坡度变化对风参数的分布特征无影响;水深对风参数特征有着很强的相关性,水深的增加会导致梯度风高度呈现非线性增加,同时对风速有着较大的影响;入口风速大小对梯度风高度以及风结构形式无影响,但会影响距离入口较近处的加速效果。 展开更多
关键词 流体力学 数值模拟 波浪 风参数 气液二相流
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基于虚拟网格法的交错布置振荡双柱体绕流数值模拟 被引量:1
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作者 石伏龙 欧传中 +2 位作者 辛建建 李洪鑫 毛艺达 《船舶力学》 北大核心 2025年第3期436-450,共15页
海洋立管通常以多种管群形式存在,相邻多立管之间干扰特征明显,会加快疲劳损伤,探究其尾流旋涡脱落形态及流场干扰特征,对保证立管系统安全运营有重要意义。基于完全自主开发的虚拟网格浸入边界法求解器,采用有限差分法在交错直角网格... 海洋立管通常以多种管群形式存在,相邻多立管之间干扰特征明显,会加快疲劳损伤,探究其尾流旋涡脱落形态及流场干扰特征,对保证立管系统安全运营有重要意义。基于完全自主开发的虚拟网格浸入边界法求解器,采用有限差分法在交错直角网格上求解不可压缩Navier-Stokes方程、虚拟网格法施加动边界的边界条件、径向基函数等值面方法隐式表示动物体,并识别背景网格属性。采用自主开发的粘性数值求解器,模拟不同布置形式下强迫运动双圆柱绕流问题,分析了多种状态下双圆柱表面载荷和水动力特性的影响及典型流动形态。阐述了不同布置形式和振荡频率下柱体间相互干扰及升阻力系数变化规律及尾涡脱落形态机制,通过数值模拟结果分析了偏斜流、双涡对称脱落和涡列融合等典型流动干扰机理现象,为分析集群形式立管的优化布置提供理论指导。 展开更多
关键词 虚拟网格法 动边界 双圆柱绕流 漩涡脱落
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基于UDF的前置隔板墩台涡激振动抑制数值分析
12
作者 施佳科 李东风 +4 位作者 陈姿妙 吴洛宾 方志浩 白福青 胡建永 《人民黄河》 北大核心 2025年第2期156-160,共5页
采用用户自定义函数(UDF)中三大宏编程更新墩台的质心位置和振动状态,通过建立墩台涡激振动数值模型并结合嵌套网格技术,对有无前置隔板墩台的水动力特性进行分析,结果表明:设置前置隔板后,约化速度为6~7时墩台的回流区顺流向长度和涡... 采用用户自定义函数(UDF)中三大宏编程更新墩台的质心位置和振动状态,通过建立墩台涡激振动数值模型并结合嵌套网格技术,对有无前置隔板墩台的水动力特性进行分析,结果表明:设置前置隔板后,约化速度为6~7时墩台的回流区顺流向长度和涡流长度随着约化速度增大显著减小,而无前置隔板时墩台表现出相反趋势,前置隔板有效抑制了尾流扰动。约化速度为7~9时,有前置隔板墩台的回流区顺流向长度和涡流长度比无前置隔板墩台的小,前置隔板减弱了涡激振动对墩台的影响。前置隔板有效延迟了旋涡脱落时间,墩台上下表面压力分布更为均匀,减弱了墩台的涡激振动响应。 展开更多
关键词 UDF 前置隔板 墩台 涡激振动抑制 嵌套网格
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基于等值面体的三维涡旋数量与形状特征研究
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作者 陈槐 张磊 +1 位作者 王乃茹 朱立俊 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期70-78,共9页
涡旋是湍流的基本结构,被誉为流体运动的肌腱,涡旋研究对自然探索和工程应用有重要的意义.基于直接数值模拟的槽道湍流数据与旋转强度涡旋识别方法,以涡旋三维结构等值面体(以三角网格为单位)为研究对象,通过设置三角形切面,利用两三角... 涡旋是湍流的基本结构,被誉为流体运动的肌腱,涡旋研究对自然探索和工程应用有重要的意义.基于直接数值模拟的槽道湍流数据与旋转强度涡旋识别方法,以涡旋三维结构等值面体(以三角网格为单位)为研究对象,通过设置三角形切面,利用两三角形相交快速检测算法提取涡旋多边形,研究不同等值面体阈值及壁面距离条件下,涡旋数量与形状特征(圆度、半径、凸状及纵横比因子)的变化规律.以对数区内涡旋为例:随着阈值的增加,涡旋密度呈对数律快速递减,圆度和半径因子概率密度函数(PDF)变高耸,圆度均值快速递增后保持不变而半径均值不断递减,纵横比因子PDF未显著改变且均值基本不变,凸状因子PDF向脉冲函数靠近,说明阈值增大导致涡旋逐渐变少、变圆、变小并更饱满.在同一阈值下,随着壁面距离的增加,涡旋密度在外区(除靠近水面区域外)也呈对数律递减,圆度、纵横比及凸状因子先快速增加随后不变或缓慢增长,半径因子快速递减后保持不变,说明涡旋在远离壁面的过程中在不断破灭但形态却较为稳定. 展开更多
关键词 等值面体 涡旋 数量 形状因子 阈值 壁面距离
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超临界压力流体管内湍流对流传热的计算方法 被引量:3
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作者 毛宇飞 曹飞 上官燕琴 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2821-2830,共10页
将边界层积分方法应用于管内变物性湍流流动导出了剪切应力的分布方程,基于该方程可以对超临界压力流体的对流传热行为做出合理的定性解释。对于加热条件下的传热工况,结合“热可压缩”状态流体密度的变化,引入浮力阻力系数表征热流方... 将边界层积分方法应用于管内变物性湍流流动导出了剪切应力的分布方程,基于该方程可以对超临界压力流体的对流传热行为做出合理的定性解释。对于加热条件下的传热工况,结合“热可压缩”状态流体密度的变化,引入浮力阻力系数表征热流方向上的“浮力效应”,引入加速阻力系数表征流动方向上的“加速效应”。根据边界层理论和动量-热量传递比拟法导出了新型传热关联式,该关联式将不可压缩流体和热可压缩流体的管内湍流对流传热计算统一起来。应用关联式预测不同超临界流体的管内湍流对流传热系数,计算结果与实验数据的比较表明:关联式能较为准确合理地预测出大部分传热工况下的传热强化和传热恶化行为,其预测精度与摩擦阻力系数的计算有关。 展开更多
关键词 超临界流体 湍流 对流 传热 热可压缩 关联式
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仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备 被引量:3
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作者 徐征 刘日 +3 位作者 王天昊 迟振东 王作斌 李理 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期107-114,共8页
仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在... 仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在飞行器的大气传感器半球头体模型表面制造仿生鲨鱼皮复合微纳结构,即在仿生鲨鱼皮鳞片结构的基础上,通过激光干涉扫描二级微沟槽,以进一步提升减阻效果。采用CFD仿真与风洞实验相结合的方式,对减阻机理进行理论分析,完成了复合结构的微纳制造,减阻率最高可达10.3%。 展开更多
关键词 鲨鱼皮 减阻 风洞实验 CFD流场仿真 微纳结构 鳞片 仿生
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非定常流场时程重构的深度学习方法 被引量:2
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作者 战庆亮 白春锦 +1 位作者 吴智虎 葛耀君 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期319-327,共9页
高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程... 高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程数据,凭借一维卷积的特性提取出样本中包含的时程特征;然后,建立物理空间与表征模型编码空间之间的映射关系;最后,利用一维反卷积对低维表征进行解码,实现对流场中任意位置数据的重构。对Re_(D)=200的非定常圆柱层流绕流流场进行低维表征与验证,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并证明方法的准确性。本文方法是一种无监督方法,是一种时间维度上具有高精度的流场数据重构方法,适用于基于传感器的时程数据处理。 展开更多
关键词 流场重构 流场时程 深度学习 特征提取 无监督模型
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海洋盐度对水下航行器热尾流行为的影响 被引量:1
17
作者 吴霆锋 杜永成 +2 位作者 杨立 王保霖 张泽华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期182-188,共7页
针对海洋中的盐度环境对于水下航行器热尾流浮升扩散的影响,本文基于重叠网格技术,建立了水下航行器热尾流三维模型,分别对热尾流在均匀盐度与分层盐度环境下的浮升扩散过程进行了数值模拟,采用浮频率数表征盐度环境特征,研究了海洋盐... 针对海洋中的盐度环境对于水下航行器热尾流浮升扩散的影响,本文基于重叠网格技术,建立了水下航行器热尾流三维模型,分别对热尾流在均匀盐度与分层盐度环境下的浮升扩散过程进行了数值模拟,采用浮频率数表征盐度环境特征,研究了海洋盐度对于热尾流的影响。结果表明:盐度分层环境对潜艇冷却水浮升具有明显抑制作用,该环境下海面温度特征随盐度梯度的增大而减弱。 展开更多
关键词 热尾流 海洋盐度 重叠网格技术 温度场 浮升扩散 水下航行器
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水下航行体首部边界层转捩噪声源定位研究 被引量:1
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作者 徐琛 李晓东 +2 位作者 柏宝红 黄红波 刘建华 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期52-58,共7页
为研究水下航行体首部边界层转捩区的噪声特性及声源位置,本文采用缩比SUBOFF模型在高速水洞中开展了试验研究。水洞试验段来流速度为3~7 m/s,基于模型长度的雷诺数为10^(7)量级,首部表面布置14支脉动压力传感器,测量了首部层流边界层... 为研究水下航行体首部边界层转捩区的噪声特性及声源位置,本文采用缩比SUBOFF模型在高速水洞中开展了试验研究。水洞试验段来流速度为3~7 m/s,基于模型长度的雷诺数为10^(7)量级,首部表面布置14支脉动压力传感器,测量了首部层流边界层、转捩和湍流边界层的脉动压力场。为定位声源位置,采用传声器阵列进行了水下航行体首部主要噪声源的三维声源定位,定位方法为基于小波变换的函数波束形成方法。试验结果表明:随着来流速度增大,首部边界层转捩起始位置不断向前移动,同时脉动压力频谱中的中频分量显著增加。声源定位结果表明:水下航行体首部主要噪声源呈三维环形分布,且声源所在流向位置与边界层转捩区位置基本重合,表明边界层转捩区是水下航行体首部的主要噪声源。 展开更多
关键词 水下航行体 边界层转捩 水动力噪声 导流罩 自噪声 三维声源定位 噪声源
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温度分层环境中水下航行器机动下潜热尾流特征 被引量:1
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作者 李戈洋 杜永成 杨立 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1111-1118,共8页
为研究水下航行器热尾流引起的水面温度异常,本文采用有限体积法建立三维SUBOFF数学模型。使用Fluent UDF、Patch分别控制水下航行器机动下潜方式和水域温度分层。数值模拟结果表明:水下航行器在机动下潜时,热尾流在水面会形成由2条不... 为研究水下航行器热尾流引起的水面温度异常,本文采用有限体积法建立三维SUBOFF数学模型。使用Fluent UDF、Patch分别控制水下航行器机动下潜方式和水域温度分层。数值模拟结果表明:水下航行器在机动下潜时,热尾流在水面会形成由2条不连续高温热斑组成的椭圆形温度异常区,且正温度梯度分层水域会增强热尾流引起的水面温度异常。在无热排放条件下,水下航行器机动下潜会对水域温度分层发生较大扰动,从而出现冷尾迹。相反,受热排放影响,热尾流以肾形涡的形式向上浮升,涡结构尺度随着航行距离的增大而增大,核心温度随着航行距离的增大而减小。正温度梯度分层海水会增强冷却水引起的海面温度异常特征,且温度梯度越大,热斑越连续,热斑核心最高温度为292.24 K,与周围海水温度差值为0.12 K。 展开更多
关键词 水下航行器 热尾流 有限体积法 机动下潜 温度分层 高温热斑 椭圆形温度异常区 正温度梯度
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壁湍流等动量区空间分布的实验研究 被引量:1
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作者 程肖岐 范子椰 +2 位作者 唐湛棋 白建侠 姜楠 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期21-28,共8页
为深入探索湍流边界层等动量区的空间分布特性,使用大视场粒子图像测速仪在水洞中测量了平板湍流边界层流向–法向(x–y)平面内的速度矢量场。通过计算流向速度的概率密度函数,得到不同时刻和空间位置的等动量区分布,分析不同数量的等... 为深入探索湍流边界层等动量区的空间分布特性,使用大视场粒子图像测速仪在水洞中测量了平板湍流边界层流向–法向(x–y)平面内的速度矢量场。通过计算流向速度的概率密度函数,得到不同时刻和空间位置的等动量区分布,分析不同数量的等动量区沿流向的持续距离及出现频率。不同等动量区数量下,其对应的流向持续距离和流向间隔具有显著差异。当等动量区数量与其平均值相近时,等动量区在流向的持续距离较长,且流向间隔较小、出现频率较大;当等动量区数量与其平均值相差较大,其对应的流向持续距离较短,且流向间隔较大、出现频率较低。 展开更多
关键词 等动量区 湍流边界层 粒子图像测速 相干结构 空间分布
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