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多孔介质传热模型在多孔壁湍流中的适用性 被引量:2
1
作者 赵泽灏 张金龙 董宇红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期45-54,I0001,共11页
为了考查不同的多孔介质传热模型在不同工况下的适用性,对带有高孔隙率多孔介质壁面槽道湍流及其传热进行了直接数值模拟研究。在多孔介质层外流体区域,通过有限差分方法求解不可压缩Navier-Stokes方程和温度对流扩散方程;在多孔介质层... 为了考查不同的多孔介质传热模型在不同工况下的适用性,对带有高孔隙率多孔介质壁面槽道湍流及其传热进行了直接数值模拟研究。在多孔介质层外流体区域,通过有限差分方法求解不可压缩Navier-Stokes方程和温度对流扩散方程;在多孔介质层内,使用修正的Darcy-Brinkman-Forchheimer模型描述高孔隙率多孔介质阻力,以及分别采用局部热平衡(local thermal equilibrium,LTE)模型、局部非热平衡(local thermal non-equilibrium,LTNE)模型、理想金属(ideal metal foams,IMF)模型计算温度分布。通过对所得热场的统计特性的分析比较,探究了不同Biot数下水和空气两类流体介质的多孔介质传热模型的有效性。研究表明:LTE模型不足以准确预测金属泡沫多孔介质内传热问题,其等效导热系数因仅考虑孔隙率因素而低估了多孔介质层的传热能力;IMF模型在小比热容流体介质的算例中表现良好,可以代替LTNE描述多孔介质层内的传热,而在大比热容流体介质的算例中表现不佳,需要考虑比热容以及流固两相间的传热能力对预估的固体相温度分布进行修正。 展开更多
关键词 传热 多孔介质壁面 槽道湍流 直接数值模拟 局部热平衡模型
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套管换热器的三维数值模拟与分析
2
作者 赵明翔 李少辉 +2 位作者 杨丹丹 郑洪川 文小平 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-41,共6页
采用FLUENT软件对平直和弯曲套管的整体换热性能进行了数值模拟,并与经验公式进行了对比。数值计算结果表明:FLUENT耦合算法得到的套管总传热系数与经验公式计算结果吻合良好。与平直套管相比,弯曲套管内热空气所受到的离心力使其换热... 采用FLUENT软件对平直和弯曲套管的整体换热性能进行了数值模拟,并与经验公式进行了对比。数值计算结果表明:FLUENT耦合算法得到的套管总传热系数与经验公式计算结果吻合良好。与平直套管相比,弯曲套管内热空气所受到的离心力使其换热效率提高,在相同等效长度和流动条件下弯曲套管换热器可使总传热系数提高10%。 展开更多
关键词 套管换热器 三维数值模拟 FLUENT耦合算法 离心力 总换热系数
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热分层环境下船模尾流温度分布与扩展规律试验研究 被引量:8
3
作者 顾建农 郑学龄 +1 位作者 刘巨斌 杨立 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期93-98,共6页
通过对船模在水槽中稳定热分层环境下运动后留下的尾流中的温度测量及红外摄像 ,试验研究了双螺旋桨船模在二种速度运动下 ,螺旋桨相对向内旋转、向外旋转及螺旋桨不工作时 ,船模尾流中的温度分布与扩展规律 .
关键词 温度测量 红外测温/船模 热尾流
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侧喷加热铝材退火炉内流场与温度场数值模拟 被引量:5
4
作者 李建平 王伯长 +1 位作者 刘涛 毛大恒 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期166-171,共6页
采用热传导模拟实验研究铝卷层与层之间接触热阻对铝材退火的影响。根据实验结果分析,改变现有径向加热铝材退火炉内循环空气的流动方向,采用轴向对流换热方式,设计侧喷加热铝材退火炉,建立侧喷加热铝材退火炉三维仿真模型。利用CFD软件... 采用热传导模拟实验研究铝卷层与层之间接触热阻对铝材退火的影响。根据实验结果分析,改变现有径向加热铝材退火炉内循环空气的流动方向,采用轴向对流换热方式,设计侧喷加热铝材退火炉,建立侧喷加热铝材退火炉三维仿真模型。利用CFD软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对侧喷加热铝材退火炉内气体流动和传热问题进行数值模拟研究。研究结果表明:与径向传热方式相比,轴向传热方式退火速度快,铝卷芯部与外部表面之间的温差小;侧喷加热铝材退火炉内气体流动顺畅,对流换热均匀,炉温温差控制在-1~1K,满足退火工艺对炉温均匀性的要求。 展开更多
关键词 侧喷加热铝材退火炉 流场 对流换热 温度场 数值模拟
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标准火灾测试房间温度场和速度场的大涡模拟 被引量:4
5
作者 李国能 周昊 +3 位作者 凌忠钱 周樟华 王春林 岑可法 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期294-297,共4页
为探索单个房间内的火灾发展和烟气流动,采用大涡模拟(LES)方法,对大尺度涡进行直接数值模拟,对小尺度涡采用亚格子应力模型处理湍流,计算了标准火灾测试房间内的气流流动,得到了其温度场和速度场.模拟结果与采用二维多普勒激光测速仪... 为探索单个房间内的火灾发展和烟气流动,采用大涡模拟(LES)方法,对大尺度涡进行直接数值模拟,对小尺度涡采用亚格子应力模型处理湍流,计算了标准火灾测试房间内的气流流动,得到了其温度场和速度场.模拟结果与采用二维多普勒激光测速仪和精细热电偶的试验数据相比较,除房间顶部外,模拟结果与试验数据吻合.模拟结果表明,房间内存在较大的温度梯度,温度场分层明显,密度差造成的浮力是气流运动的主要驱动力;重整化群(RNG)的亚格子应力模型适用于火灾的大涡模拟. 展开更多
关键词 标准火灾测试房间 计算流体力学 大涡模拟
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二维振荡流动中污染云团的收缩 被引量:3
6
作者 刘宇陆 蔡树棠 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1993年第11期949-959,共11页
当垂向扩散时间尺度与流动的周期相当时,在转流过程中,污染云团将会出现收缩.这时水平剪切分散导数将会出现负值奇性.本文根据作者两维延迟扩散方程:其中(?)(t),(?)(t)为深度平均水平速度.导出X(t,τ),Y(t,τ)坐标位移,D_(ij)(t,τ)为... 当垂向扩散时间尺度与流动的周期相当时,在转流过程中,污染云团将会出现收缩.这时水平剪切分散导数将会出现负值奇性.本文根据作者两维延迟扩散方程:其中(?)(t),(?)(t)为深度平均水平速度.导出X(t,τ),Y(t,τ)坐标位移,D_(ij)(t,τ)为剪切扩散导数的方程.一般情况下,是正的.不存在奇异性.但在转流的初期.记忆函数D_(ij)(t,τ)就有可能是负的.本文给出了D_(ij)和X、Y的解析表示式. 展开更多
关键词 剪切分散 振荡流动 污染云团 收缩
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木制品真空浸蜡实验研究 被引量:1
7
作者 储怡 王志林 王本胜 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第1期151-152,共2页
主要对在真空的条件下用液蜡作浸渍液、做木块被浸渍物的真空浸渍实验过程作了详细的介绍,分别介绍实验前的准备,实验中的现象及注意事项,试验结论等.然后说明在真空条件下的浸渍质量优于常规浸渍的质量,并得到一些浸渍质量与真空度和... 主要对在真空的条件下用液蜡作浸渍液、做木块被浸渍物的真空浸渍实验过程作了详细的介绍,分别介绍实验前的准备,实验中的现象及注意事项,试验结论等.然后说明在真空条件下的浸渍质量优于常规浸渍的质量,并得到一些浸渍质量与真空度和浸渍时间的定量关系,从而给出研究高质量浸渍结果的实验方法. 展开更多
关键词 真空浸渍 真空度 浸渍料 实验方法 浸渍液
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恒热流下湍流振荡流动与换热的数值模拟
8
作者 李康 杨启容 +1 位作者 吴荣华 王硕 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2015年第1期68-72,共5页
为解决管内流体流动换热效率低及污垢沉积等问题,本文采用FLUENT6.3软件中的标准k-ε模型,对恒热流条件下圆管湍流振荡流动与换热进行了数值模拟,给出了管内流体流动的特点及区域边界条件,并对振荡流对表面传热系数和壁面切应力的影响... 为解决管内流体流动换热效率低及污垢沉积等问题,本文采用FLUENT6.3软件中的标准k-ε模型,对恒热流条件下圆管湍流振荡流动与换热进行了数值模拟,给出了管内流体流动的特点及区域边界条件,并对振荡流对表面传热系数和壁面切应力的影响进行对比分析。分析结果表明,当流体为非清洁水时,换热表面会有杂质沉积而形成污垢热阻,严重降低换热效率,而振荡流可以大幅增加最大壁面切应力,壁面切应力不仅会阻碍换热过程中非清洁水中杂质在换热表面的沉积,使换热设备一直保持在高效换热状态,而且还会冲击已沉积在换热表面的污垢层,使其脱落而减小污垢热阻,提高换热效率,所以振荡流在非清洁水换热过程中可以起到防除污垢的作用,提高换热过程中的换热效率,使换热设备一直保持在高效换热状态下。该研究为解决非清洁水换热过程中的污垢沉积问题提供了理论参考。 展开更多
关键词 振荡 数值模拟 流动与换热 圆管湍流
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扩散速度与组元的质量守恒方程
9
作者 刘大有 吴邦贤 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1991年第11期1007-1013,共7页
在混合物流动中,某组元i的质量迁移速度(绝对速度)等于对流速度(牵连速度)与扩散速度(相对速度)之和.扩散速度——以及扩散系数——依对流速度取法之不同而不同.在湍流中,组元i的质量迁移速度是(?)(质量加权的时间平均速度).扩散速度((?... 在混合物流动中,某组元i的质量迁移速度(绝对速度)等于对流速度(牵连速度)与扩散速度(相对速度)之和.扩散速度——以及扩散系数——依对流速度取法之不同而不同.在湍流中,组元i的质量迁移速度是(?)(质量加权的时间平均速度).扩散速度((?)-a)是由湍流扩散速度(?)和分子扩散速度v_1-a所组成((?)是组元i的时平均速度,a是某种取法的对流速度).因此,湍流扩散速度与对流速度的取法无关.组元i的质量守恒方程,其右端的扩散须依其左端对流速度取法之不同而不同.在湍流情况下,它可能没有扩散项,或只有湍流扩散项,或既有湍流扩散项又有分子扩散项,如果我们取(?),或(?),或任何其它速度作为对流速度的话.在层流中会遇到只有分子扩散项而无湍流扩散项的例子.分子扩散总是依赖于对流速度的选取.与混合气体情况不同,在二相流中.分子扩散项的重要性相当于、或甚至超过湍流扩散项. 展开更多
关键词 扩散速度 质量守恒方程 湍流
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实用粉尘颗粒扩散随机计算方法
10
作者 章社生 卫加宁 《武汉交通科技大学学报》 1999年第2期205-208,共4页
研究粉尘颗粒随机扩散数学模型,在非均匀湍流场中,根据初始条件,推导出点缀,线源和面源的解析计算式,其数值计算结果与试验吻合。
关键词 数学模型 粉尘 扩散 随机扩散 非均匀湍流场
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收缩湍流场中标量扩散的实验研究
11
作者 麻柏坤 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第3期343-347,共5页
在近似均匀各向同性湍流场中加一个收缩段,对所得到的非各向同性湍流中温度混合层和热尾流作了初步实验研究。实验测量结果表明,它们在收缩段被“压缩”后又继续扩展,在实验的范围内(即发展初期)两者的T,(?)和(?)剖面具有相似性。
关键词 湍流 湍流扩散 混合层 尾流
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用贴体正交曲线网格求解二维复杂几何域对流扩散问题
12
作者 陈汉平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第5期55-62,共8页
文章结合有限差分法和边界元法的优点,利用贴体正交曲线网格和有限控制体积积分来分析二维复杂几何域对流扩散问题.叙述了构作贴体正交网格的边界元技术,推导了通用微分方程形式下粘性可压缩层流流动动量方程和紊流流动时均动量方程的... 文章结合有限差分法和边界元法的优点,利用贴体正交曲线网格和有限控制体积积分来分析二维复杂几何域对流扩散问题.叙述了构作贴体正交网格的边界元技术,推导了通用微分方程形式下粘性可压缩层流流动动量方程和紊流流动时均动量方程的源项表达式,给出了曲壁通道内紊流流场的计算实例和实验测量结果. 展开更多
关键词 贴体正交网格 对流扩散 数值分析
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旋转环形截面弯管内流场结构及换热特性 被引量:7
13
作者 章本照 陈华军 张金锁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期21-31,共11页
环形截面弯管围绕其中心轴旋转时 ,同时受到科氏力和离心力作用 ,弯管内的对流换热更为复杂。本文对旋转环形截面弯管内的流动特性和温度分布进行了数值分析。结果表明 :旋转环形截面弯管内的换热特性主要由Dn数 ,F数 (科氏力和离心力之... 环形截面弯管围绕其中心轴旋转时 ,同时受到科氏力和离心力作用 ,弯管内的对流换热更为复杂。本文对旋转环形截面弯管内的流动特性和温度分布进行了数值分析。结果表明 :旋转环形截面弯管内的换热特性主要由Dn数 ,F数 (科氏力和离心力之比 ) ,Pr数 ,和δ值(内外径之比 )决定 ;文中给出并分析了在不同δ下流场结构与摩擦系数比随F数的变化特性和随Dn数的变化规律 ,并给出了在不同δ和Pr数情况下 。 展开更多
关键词 旋转环形截面弯曲管道 对流换热 流场结构 换热特性
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基于重叠网格技术的潜艇热尾流在正负温度分层环境下的数值仿真 被引量:1
14
作者 吴霆锋 杜永成 +2 位作者 杨立 王保霖 张泽华 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第7期37-42,共6页
实际海洋环境中存在温度分层现象,研究其对于潜艇尾流浮升扩散的影响具有重要意义。本文基于重叠网格技术,建立潜艇热尾流三维模型,对潜艇尾流在正负温度分层环境的浮升扩散进行数值模拟,分析其浮升过程与海面红外特征,研究了温度分层... 实际海洋环境中存在温度分层现象,研究其对于潜艇尾流浮升扩散的影响具有重要意义。本文基于重叠网格技术,建立潜艇热尾流三维模型,对潜艇尾流在正负温度分层环境的浮升扩散进行数值模拟,分析其浮升过程与海面红外特征,研究了温度分层的正负与梯度大小对于潜艇尾流的影响。结果表明:分层环境下,海面红外特征主要由潜艇运动引起的的海水扰动所导致;分层环境下海面红外特征相比均匀海水更为明显;分层环境对于冷却水浮升具有抑制作用,且抑制效果与温度梯度大小正相关;海面最大温差与温度分层梯度基本呈正比例关系。 展开更多
关键词 热尾流 温度分层 重叠网格技术 数值仿真
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侧向喷流对导弹方向舵局部气动热特性的影响 被引量:2
15
作者 曾品棚 陈树生 +2 位作者 冯聪 杨华 高正红 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期70-81,共12页
为探索侧向喷流流动控制技术对高速导弹方向舵局部气动热特性的影响规律及相关机理,对带有方向舵和舵轴的导弹在不同攻角和喷流条件下进行了数值模拟,得到了模型流场和壁面热流分布。研究结果表明:喷流压比达到75时,可以避免受弓形激波... 为探索侧向喷流流动控制技术对高速导弹方向舵局部气动热特性的影响规律及相关机理,对带有方向舵和舵轴的导弹在不同攻角和喷流条件下进行了数值模拟,得到了模型流场和壁面热流分布。研究结果表明:喷流压比达到75时,可以避免受弓形激波干扰的来流气体作用在方向舵上,能有效减少方向舵前缘中后段的壁面热流;随着喷口位置与方向舵前缘距离的增加,喷流后回流区结构和范围变化不明显,方向舵前缘的壁面热流变化不大;不同攻角来流条件下,侧向喷流均能有效降低方向舵前缘的壁面热流。攻角大于10°后,喷流的热防护效果有所降低;有攻角来流条件下,在舵轴的正前方喷流,自由来流绕喷流流动,舵轴下壁面边界层内气体密度上升,使舵轴两侧压差增大,舵轴的壁面热流增大;在0°攻角来流条件下,喷口两侧方向舵所受侧向力与喷流推力方向相反,此时导弹的放大因子增大。 展开更多
关键词 侧向喷流 流动干扰 气动热 方向舵 数值模拟
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高温下季戊四醇结构和导热率的分子动力学研究 被引量:2
16
作者 宫薛菲 杨启容 +1 位作者 姚尔人 李灿 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2019年第2期107-111,共5页
针对季戊四醇材料在储存和使用方面存在的优势,本文以季戊四醇为研究对象,采用Materials Studio软件,通过分子动力学模拟手段,对季戊四醇进行建模和结构优化,研究了不同温度对季戊四醇分子结构和导热率的影响,分析了分子键长键角随温度... 针对季戊四醇材料在储存和使用方面存在的优势,本文以季戊四醇为研究对象,采用Materials Studio软件,通过分子动力学模拟手段,对季戊四醇进行建模和结构优化,研究了不同温度对季戊四醇分子结构和导热率的影响,分析了分子键长键角随温度变化的趋势。研究结果表明,温度对C—C键长影响最大,对C—O—H键角影响最大,固-固相变发生时,C—O键长和O—C—H键角发生急剧变化,说明温度对季戊四醇分子部分键长键角的变化具有一定影响,特别是固-固相变温度附近变化幅度更加明显;当温度在430~480K时,季戊四醇导热率在0.67W/(m·K)左右,说明导热率在模拟温度范围内,随温度升高而增大,固-固相变对导热率的变化影响不大。该研究对季戊四醇作为储能材料在实际应用中具有参考意义。 展开更多
关键词 季戊四醇 分子动力学模拟 键长 键角 导热率
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湍流热对流调制及其机理的研究现状和展望 被引量:1
17
作者 赵超本 庄启亮 +2 位作者 王伯福 吴建钊 周全 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期156-164,173,146,I0003,共12页
湍流热对流现象广泛存在于自然界和实际工程应用中,Rayleigh-Bénard(RB)系统是研究湍流热对流问题的经典模型。湍流传热的调制及其机理问题是湍流研究的重点。在经典RB系统中,上下板附近的温度边界层与系统传热关系密切,边界层内... 湍流热对流现象广泛存在于自然界和实际工程应用中,Rayleigh-Bénard(RB)系统是研究湍流热对流问题的经典模型。湍流传热的调制及其机理问题是湍流研究的重点。在经典RB系统中,上下板附近的温度边界层与系统传热关系密切,边界层内热湍流结构(羽流)的生成演化特性直接决定着系统传热效率。目前的调制策略主要通过改变上下板边界的几何型形状或改变温度边界条件来控制RB系统的对流强度,实现增强或抑制系统传热。本文主要从边界几何调制、边界温度时间调制和边界温度空间调制三个方面分别介绍和讨论了近年来有关湍流热对流调制及其机理研究方面的最新进展,并在最后提出了针对该方向的一些思考和展望。 展开更多
关键词 湍流热对流 边界层 传热 湍流调制 Rayleigh-Bénard
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天然橡胶热解行为的分子动力学模拟研究 被引量:1
18
作者 魏鑫 张正林 +1 位作者 杨启容 赵之端 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2018年第1期92-96,共5页
为了了解天然橡胶热解过程及其热解产物,本文基于AMBER力场,对聚合度为10的橡胶模型的热解过程进行分子动力学模拟。建立周期性边界条件,分子力场采用谐振子模型计算键角弯曲能和键伸缩能,并通过Hyperchem软件进行热解模拟。模拟结果表... 为了了解天然橡胶热解过程及其热解产物,本文基于AMBER力场,对聚合度为10的橡胶模型的热解过程进行分子动力学模拟。建立周期性边界条件,分子力场采用谐振子模型计算键角弯曲能和键伸缩能,并通过Hyperchem软件进行热解模拟。模拟结果表明,在低温加热过程中,原子内部结构发生了一些物理变化,原子之间的键长变大,键角变得弯曲,原子间二面角增大,但由于范德华力与静电的限制,没有出现化学键的断裂;当温度达到600K左右时,分子键会发生断裂,形成各种大分子碎片,产物主要以液态油形式存在,粘性大,随着温度进一步升高,大分子碎片会分解成小分子碎片,气体产物增加,粘性变小。由此说明,温度对橡胶产物的影响较大,不同的温度下所获得的产物不同,因此,可以通过控制温度来获得所需的物质。该研究对于回收利用废橡胶具有重要意义。 展开更多
关键词 天然橡胶 分子动力学模拟 热解 产物机理 AMBER力场
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热湍流多重态与热输运效率实验研究 被引量:1
19
作者 谢毅超 陶鑫 +1 位作者 任磊 夏克青 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期188-198,I0004,共12页
湍流多重态是近期湍流研究的热点问题。多重态是指在相同的控制参数下,湍流系统会出现不同的流动结构和统计特性。文章通过实验研究,分析了Rayleigh-Bénard热湍流系统中的多重态现象以及湍流态与热输运的关系。首先借助粒子图像测... 湍流多重态是近期湍流研究的热点问题。多重态是指在相同的控制参数下,湍流系统会出现不同的流动结构和统计特性。文章通过实验研究,分析了Rayleigh-Bénard热湍流系统中的多重态现象以及湍流态与热输运的关系。首先借助粒子图像测速技术直接测量了偶极子流态和四极子流态的空间结构,结果表明通过温度场和速度场测量得到的大尺度湍流结构信息是一致的。通过流动结构和热输运同步测量发现热湍流中存在以不同大尺度湍流结构为典型特征的多重态现象,且高阶模态主导的湍流态的热输运效率高于低阶模态主导的湍流态,说明高对称性流态热输运效率高于低对称性流态,为通过调控大尺度湍流结构从而调控热湍流输运效率提供理论基础。随着热湍流控制参数Rayleigh数的增加,大尺度湍流结构会由高阶模态主导的流态演化到偶极子流态,这里偶极子流态对应于最低阶的流动模态。此外,研究中采用的圆环对流腔体会引入空间约束效应。进一步分析发现空间约束效应不仅会改变大尺度湍流结构的动力学特性,也会改变热湍流的热输运特性:当空间约束导致高阶模态主导的湍流态出现时,其会增强热湍流系统的热输运效率;反之,当空间约束导致低阶模态主导的湍流流态出现时,其则会抑制热湍流系统的热输运效率。 展开更多
关键词 热湍流 多重态现象 Rayleigh-Bénard热湍流 热输运
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Density distribution in a heavy-medium cyclone 被引量:1
20
作者 Wang Yuling Zhao Yuemin Yang Jianguo 《Mining Science and Technology》 EI CAS 2011年第2期175-179,共5页
Heavy-medium cyclones are widely used to upgrade run-of-mine coal.But the understanding of flow in a cyclone containing a dense medium is still incomplete.By introducing turbulent diffusion into calculations of centri... Heavy-medium cyclones are widely used to upgrade run-of-mine coal.But the understanding of flow in a cyclone containing a dense medium is still incomplete.By introducing turbulent diffusion into calculations of centrifugal settling a theoretical distribution function giving the density field can be deduced.Qualitative analysis of the density field in every part of a cylindrical cyclone suggests an optimum design that has exhibited good separation effectiveness and anti-wear performance when in commercial operation. 展开更多
关键词 Heavy-medium cyclone Density field Density flow model OPTIMIZATION
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