可压缩混合层流动近十年研究进展 被引量：6

1

作者 杨武兵 庄逢甘 沈清 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期62-76,共15页

从稳定性分析、实验研究和数值模拟3个方面回顾了过去近10年间关于可压缩混合层流动的研究.这些工作研究了可压缩性对混合层其它性质的影响,这些性质包括混合层增长率、不稳定模式、流场结构、平均速度和脉动速度、以及标志物的混合等.... 从稳定性分析、实验研究和数值模拟3个方面回顾了过去近10年间关于可压缩混合层流动的研究.这些工作研究了可压缩性对混合层其它性质的影响,这些性质包括混合层增长率、不稳定模式、流场结构、平均速度和脉动速度、以及标志物的混合等.3种研究方法相互补充,共同提供了认识可压缩混合层流动机制的大量信息.这些研究是湍流机理研究的重要组成部分,也是混合层流动在应用技术领域成功应用的前提. 展开更多

关键词 可压缩混合层 稳定性分析 实验研究 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩混合层中的大尺度结构及其作用初探 被引量：3

2

作者 甘才俊 何枫 +3 位作者 杨京龙 熊红亮 王金勇 李烺 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期498-503,共6页

利用粒子示踪图像流动显示技术和粒子图像测速技术(PIV技术)研究了对流马赫数Mc=0.38时可压缩混合层发展早期出现的大尺度结构的形状和特性,并将这些混合现象与湍流脉动场结合起来研究了这些大尺度结构对流动混合效率的作用。将粒子示... 利用粒子示踪图像流动显示技术和粒子图像测速技术(PIV技术)研究了对流马赫数Mc=0.38时可压缩混合层发展早期出现的大尺度结构的形状和特性,并将这些混合现象与湍流脉动场结合起来研究了这些大尺度结构对流动混合效率的作用。将粒子示踪图像和湍流脉动强度场对比以后发现:混合层流动中早期出现的大尺度结构沿着顺时针方向旋转着向前移动;该结构上的流体微元具有高涡量。由于该结构旋转和高涡量产生了较大的诱导速度,加上该结构的非定常性导致在这些大尺度结构频繁出现的区域具有很高的脉动强度,从而可能带来较高的混合效率。 展开更多

关键词 可压缩混合层 大尺度结构 对流马赫数 混合效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩混合层交界面附近湍动能特性的实验研究 被引量：1

3

作者 甘才俊 魏连风 +2 位作者 李烺 马汉东 熊红亮 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期704-708,共5页

利用粒子示踪、粒子图像测速(PIV)和纹影技术研究了对流马赫数Mc=0.38时大尺度结构主导的可压缩混合层界面特性,主要是超-亚声速来流与混合层交界面附近湍动能的增长率特性。研究结果表明:在混合层交界面附近,湍动能发展所需能量主要来... 利用粒子示踪、粒子图像测速(PIV)和纹影技术研究了对流马赫数Mc=0.38时大尺度结构主导的可压缩混合层界面特性,主要是超-亚声速来流与混合层交界面附近湍动能的增长率特性。研究结果表明:在混合层交界面附近,湍动能发展所需能量主要来自当地流体微团的可压缩性,占主导地位的是雷诺应力通过流向线变形向流体微元的输入功;而混合层内部则以雷诺应力通过流向剪切变形引起的输入功为主;此外,交界面附近的大尺度结构对流体微元的线变形输入功具有抑制作用。 展开更多

关键词 可压缩混合层 湍动能 大尺度结构 PIV技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩混合层密度梯度场特性的实验研究

4

作者 甘才俊 李烺 +1 位作者 毛涛 熊红亮 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期42-44,59,共4页

利用纹影技术研究了不同对流马赫数(Mc=0.28,0.38,0.72)可压缩混合层密度梯度场的特性。由纹影图像可以看出:具有可压缩效应(高Mc数)的混合层存在不同程度的摆动。将纹影图像对比以后还发现:当Mc<0.3时,在可压缩混合层中发现了类似于... 利用纹影技术研究了不同对流马赫数(Mc=0.28,0.38,0.72)可压缩混合层密度梯度场的特性。由纹影图像可以看出:具有可压缩效应(高Mc数)的混合层存在不同程度的摆动。将纹影图像对比以后还发现:当Mc<0.3时,在可压缩混合层中发现了类似于Brown-Roshko的结构,混合层看不出明显的摆动;随着可压缩效应的增强(对流马赫数Mc>0.3),混合层开始摆动,并且随着对流马赫数的增大,混合层开始摆动位置向前移动。此外,还观察到不同对流马赫数下大尺度结构出现的区域有不同的特点。 展开更多

关键词 可压缩混合层 对流马赫数 密度梯度场 摆动 纹影技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩混合层中的涡结构和激波 被引量：3

5

作者 周强 何枫 沈孟育 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期245-249,共5页

采用高精度高分辨率格式进行直接数值模拟,既得到了对流马赫数为1.2的混合层中线性发展之后的λ涡、发卡涡和涡的破碎,还得到了破碎后发展的多模态主导下的分层涡结构,以及对应动量厚度饱和下的涡结构。其流动结构的发展显示了混合层在... 采用高精度高分辨率格式进行直接数值模拟,既得到了对流马赫数为1.2的混合层中线性发展之后的λ涡、发卡涡和涡的破碎,还得到了破碎后发展的多模态主导下的分层涡结构,以及对应动量厚度饱和下的涡结构。其流动结构的发展显示了混合层在自由空间充分发展能力的有限性。此外捕捉和显示了混合层中自然发展起来的外缘激波、对旋激波和单涡激波,激波主要是由于涡结构的高速旋转造成的相对超声速、低压区和逆压梯度区而产生的。激波的存在抑制了混合层从主流吸取质量和动量,也抑制了混合层内部流质混合的均匀性。 展开更多

关键词 高精度高分辨率格式 可压缩混合层 大尺度结构 小激波 分层涡结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩混合层的涡结构演化与流质混合 被引量：1

6

作者 周强 何枫 沈孟育 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期273-279,共7页

为研究可压缩混合层的流动结构,采用七阶精度广义紧致格式离散对流项和用显式八阶精度的中心格式离散粘性项,数值求解了非定常三维可压缩Navier-Stokes方程。用约4亿规模的网格,直接数值模拟了对流马赫数为0.7的超声速可压缩混合层的空... 为研究可压缩混合层的流动结构,采用七阶精度广义紧致格式离散对流项和用显式八阶精度的中心格式离散粘性项,数值求解了非定常三维可压缩Navier-Stokes方程。用约4亿规模的网格,直接数值模拟了对流马赫数为0.7的超声速可压缩混合层的空间发展流动,获得了自初始流动失稳直至充分发展湍流流动结构的精细演化历程,所得结果表明:大尺度涡结构的生成使得混合层的动量厚度快速增长,并主宰了由被动标量质量分数展示的可视混合厚度的量级,充分发展湍流的小尺度的结构主要使得该量级厚度内的流质混合趋于均匀,对可视厚度增长的贡献非常有限。 展开更多

关键词 直接数值模拟 可压缩混合层 涡结构 混合 湍流

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩边界层与混合层失稳结构的研究进展及其工程应用 被引量：8

7

作者 沈清 袁湘江 +3 位作者 王强 杨武兵 关发明 纪锋 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期252-261,共10页

本文回顾了可压缩边界层与混合层中失稳结构及其应用的研究进展.这些工作包括人们对高超声速平板边界层失稳特性、高超声速圆锥边界层转捩攻角效应的产生机制和可压缩混合层失稳特性的研究认识,以及这些相关认识的3个应用方向.这些相关... 本文回顾了可压缩边界层与混合层中失稳结构及其应用的研究进展.这些工作包括人们对高超声速平板边界层失稳特性、高超声速圆锥边界层转捩攻角效应的产生机制和可压缩混合层失稳特性的研究认识,以及这些相关认识的3个应用方向.这些相关工作丰富了人们对高速流动转捩和湍流拟序结构的认识. 展开更多

关键词 可压缩边界层 可压缩混合层 失稳结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩燃烧反应转捩混合层直接数值模拟 被引量：1

8

作者 苗文博 程晓丽 王强 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期114-120,共7页

针对三维时间发展可压缩氢/氧非预混燃烧反应平面自由剪切混合层,采用5阶迎风/6阶对称紧致混合差分格式以及3阶显式Runge-Kutta时间推进方法,直接数值模拟了伴随燃烧产物生成和反应能量释放,流动受扰动激发失稳并转捩的演化过程.在转捩... 针对三维时间发展可压缩氢/氧非预混燃烧反应平面自由剪切混合层,采用5阶迎风/6阶对称紧致混合差分格式以及3阶显式Runge-Kutta时间推进方法,直接数值模拟了伴随燃烧产物生成和反应能量释放,流动受扰动激发失稳并转捩的演化过程.在转捩初期,获得了Λ涡、马蹄涡等典型的大尺度拟序结构,观察到了流动失稳后发生双马蹄涡三维对并的现象,大尺度结构呈较好的对称性.在流动演化后期,大尺度结构逐次破碎形成小尺度结构,混合层进入转捩末期,呈明显的不对称性. 展开更多

关键词 可压缩混合层 燃烧 转捩 拟序结构 直接数值模拟 紧致格式

在线阅读 下载PDF 职称材料

可压缩双组分混合层的直接数值模拟研究 被引量：1

9

作者 孙小波 范学军 陆夕云 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1273-1279,共7页

通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程模拟了三维可压缩双组分混合层问题,着重研究了双组分密度比和可压缩效应对混合层发展演化的影响.研究表明,随着密度比的增大,混合层扰动增长率降低.在混合层发展初期,可压缩性作用尤其是斜压效应... 通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程模拟了三维可压缩双组分混合层问题,着重研究了双组分密度比和可压缩效应对混合层发展演化的影响.研究表明,随着密度比的增大,混合层扰动增长率降低.在混合层发展初期,可压缩性作用尤其是斜压效应对旋涡的发展起主导作用;在混合层发展后期,可压缩性影响减弱,旋涡的拉伸扭转效应占主导作用.同时,还分析讨论了可压缩混合层中湍流的转捩及拟序结构的演化过程. 展开更多

关键词 双组分 密度比 可压缩混合层 直接数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

高对流Mach数三维混合层转捩特性分析及小激波结构模拟 被引量：3

10

作者 潘宏禄 马汉东 王强 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期275-281,共7页

采用空间大涡模拟方法对超/超混合、超/亚混合两类三维可压缩平面混合层转捩及其全湍流流场进行了研究,认为混合层动量厚度饱和点可作为流场转捩完成的标志。计算所得到的线性扰动波激励下流场转捩拟序结构与随机扰动下自然失稳结构以... 采用空间大涡模拟方法对超/超混合、超/亚混合两类三维可压缩平面混合层转捩及其全湍流流场进行了研究,认为混合层动量厚度饱和点可作为流场转捩完成的标志。计算所得到的线性扰动波激励下流场转捩拟序结构与随机扰动下自然失稳结构以及文献结果进行了比对,其结果是一致的,表明了引入线性扰动激励来研究流场转捩结构是合理的。同时,本文还在较高对流Mach数流动下得到了三维流场动态小激波结构,其分布具有非对称特性,且形状与实验及直接数值模拟结果相似。不同条件混合层转捩计算表明:高对流Mach数下混合层转捩以Λ涡结构的形成和发展为主导机制,受扰动及对流条件的影响Λ涡结构不尽相同,某些情况下流场出现二维与三维涡结构共存现象。充分发展湍流区域,流场脉动速度分量量级相同,湍流压缩效应随着对流Mach数提高而明显增强。 展开更多

关键词 可压缩混合层 转捩 湍流 大涡模拟 直接数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

混合层流动细光束成像变形定量特性研究

11

作者 甘才俊 李烺 +1 位作者 马汉东 熊红亮 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期32-36,共5页

为了研究是否可以通过提高光学仪器放大率来提高细光束畸变图像的分辨率问题,讨论了穿越可压缩混合层后细光束成像的变形特性。本研究先利用CCD相机成像系统获得细光束畸变的实验图像,再利用二维双正交小波变换和Canny边缘检测技术对这... 为了研究是否可以通过提高光学仪器放大率来提高细光束畸变图像的分辨率问题,讨论了穿越可压缩混合层后细光束成像的变形特性。本研究先利用CCD相机成像系统获得细光束畸变的实验图像,再利用二维双正交小波变换和Canny边缘检测技术对这些图像进行后处理。分析结果表明:这两项后处理技术可清晰识别出细光束图像的边缘。此外研究还发现:从衡量光学仪器分辨率角度而言,细光束畸变图像的面积比周长能更好地反映图像的变形特点。 展开更多

关键词 气动光学效应 可压缩混合层 二维小波变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

大尺度结构对气动光学效应影响的实验研究 被引量：3

12

作者 甘才俊 李烺 +3 位作者 毛涛 熊红亮 马汉东 毕志献 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期32-36,共5页

为了深入研究细光束穿越可压缩混合层后光束畸变的机理,本文提出将双曝光CCD相机成像技术与纹影技术相结合进行流场与光束畸变的同步测量。利用纹影技术获得可压缩混合层密度梯度场特征,进而获得大尺度结构的密度梯度场分布;利用CCD相... 为了深入研究细光束穿越可压缩混合层后光束畸变的机理,本文提出将双曝光CCD相机成像技术与纹影技术相结合进行流场与光束畸变的同步测量。利用纹影技术获得可压缩混合层密度梯度场特征,进而获得大尺度结构的密度梯度场分布;利用CCD相机成像技术获取通过混合层后光束畸变特性;双曝光技术的引入可以得到大尺度结构的移动对细光束畸变的影响。实验研究结果表明:流场中大尺度结构的存在导致了光束的偏移和模糊,而这些大尺度结构的移动的确可以使经过它们的光束随之移动。 展开更多

关键词 可压缩混合层 大尺度结构 气动光学效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

基频涡卷群并作用的唯象模型与数值分析

13

作者 杨武兵 沈清 王强 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期1-12,共12页

基于线性稳定性理论,建立了可压缩时间发展混合层亚谐扰动作用的唯象分析图,用以分析并判定亚谐扰动相差对基频涡卷非线性演化类型的影响,据此导出了基频涡卷各非线性演化类型的定量的相差唯象模型.研究发现,对于单一亚谐扰动作用,基频... 基于线性稳定性理论,建立了可压缩时间发展混合层亚谐扰动作用的唯象分析图,用以分析并判定亚谐扰动相差对基频涡卷非线性演化类型的影响,据此导出了基频涡卷各非线性演化类型的定量的相差唯象模型.研究发现,对于单一亚谐扰动作用,基频涡卷的演化类型可归纳为撕裂、中心对称群并和非对称群并3类演化现象.撕裂现象和中心对称群并是特殊现象,对应特定的相差点;非对称群并为常见现象,对应除这些相差点之外的相差区间,并以逐级对并方式进行. 展开更多

关键词 群并作用 可压缩混合层 唯象模型 数值模拟 时间模式

在线阅读 下载PDF 职称材料