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纵向沟槽壁面湍流边界层内类开尔文-亥姆霍兹涡结构的流动显示 被引量:7
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作者 杨绍琼 崔宏昭 姜楠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期529-533,共5页
纵向沟槽壁面的湍流边界层,当沟槽的脊-脊内尺度无量纲展向间距s^+在一定范围内,与光滑壁面湍流边界层相比,具有减阻效应;并在s^+约为17个黏性长度单位时减阻效果达到最优,之后其减阻趋弱,直至增阻;其原因可能是沟槽壁面湍流边界层由于&... 纵向沟槽壁面的湍流边界层,当沟槽的脊-脊内尺度无量纲展向间距s^+在一定范围内,与光滑壁面湍流边界层相比,具有减阻效应;并在s^+约为17个黏性长度单位时减阻效果达到最优,之后其减阻趋弱,直至增阻;其原因可能是沟槽壁面湍流边界层由于"开尔文-亥姆霍兹"不稳定性而产生的一种"类开尔文-亥姆霍兹"展向涡结构.实验采用烟雾流动显示技术,首次在风洞中显示了这种"类开尔文-亥姆霍兹"展向涡结构,确认了其存在性,并在概念上简单勾勒了其结构模型. 展开更多
关键词 湍流边界层 开尔文-霍兹不稳定性 “类开尔文-霍兹”涡 沟槽 流动显示
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基于界面追踪法的Kelvin-Helmholtz不稳定性直接数值模拟 被引量:1
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作者 过海龙 张莹 +1 位作者 李文彬 李培生 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-25,共10页
利用界面追踪法对三组分不混溶流体的开尔文亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz instability,KHI)进行直接数值模拟。并针对中间流体层密度及黏度、重力、表面张力及剪切力对KHI的影响进行了着重探讨。研究结果表明,理查德森数增大不仅... 利用界面追踪法对三组分不混溶流体的开尔文亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz instability,KHI)进行直接数值模拟。并针对中间流体层密度及黏度、重力、表面张力及剪切力对KHI的影响进行了着重探讨。研究结果表明,理查德森数增大不仅能够抑制界面的演化,同时还会限制界面的退化。除此之外,卷起高度和KHI的增长速率与弗劳德数之间呈正相关关系。表面张力能够抑制KHI向内发展,随着表面张力系数的增大,KHI向内的发展会逐渐变慢。但当波数较小时,表面张力对KHI向上发展的影响很小,且当界面的波数大于4时不会触发KHI的典型形式。剪切力越大,界面卷起高度和增长速率越大。 展开更多
关键词 开尔文霍兹不稳定性 界面跟踪法 卷起高度 增长速率 界面比较
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基于大涡模拟的圆柱绕流剪切层不稳定性 被引量:5
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作者 郭志远 虞培祥 欧阳华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期924-933,共10页
圆柱绕流是一种常见的流体力学研究对象,随着雷诺数(Re)增加,其下游尾迹剪切层中会产生开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象.利用大涡模拟方法,数值求解中等Re(Re=2000,3900,5000)的圆柱绕流问题,可得圆柱下游的精细化流场,继而开展对剪切层不... 圆柱绕流是一种常见的流体力学研究对象,随着雷诺数(Re)增加,其下游尾迹剪切层中会产生开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象.利用大涡模拟方法,数值求解中等Re(Re=2000,3900,5000)的圆柱绕流问题,可得圆柱下游的精细化流场,继而开展对剪切层不稳定性的深入研究.为获得剪切层不稳定性的特征频率,分别采用传统的监测点分析与局部流场的动态模态分解方法进行计算.结果显示,两种方法得到的频率基本一致.不过,相比传统方法,动态模态分解方法一方面能克服人为选择监测点带来的随机误差,较便捷地给出剪切层不稳定性特征频率,另一方面还能进一步通过不同流场模态分析出不同Re对剪切层不稳定性特性的影响. 展开更多
关键词 圆柱绕流 开尔文-霍兹不稳定性 大涡模拟 动态模态分解
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水下固体火箭发动机垂直气体射流结构和推力影响研究 被引量:6
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作者 张小圆 李世鹏 +4 位作者 杨保雨 王宁飞 郑庆 王勇 童悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期961-969,共9页
为了探究高背压水介质条件下,固体火箭发动机垂直气体射流在浮力影响下的流场结构和发动机推力特点,建立了轴对称几何模型,在考虑有/无浮力的条件下,采用VOF(Volume of fluid)多相流模型进行气体-水两相耦合仿真计算,获取尾流气体射流... 为了探究高背压水介质条件下,固体火箭发动机垂直气体射流在浮力影响下的流场结构和发动机推力特点,建立了轴对称几何模型,在考虑有/无浮力的条件下,采用VOF(Volume of fluid)多相流模型进行气体-水两相耦合仿真计算,获取尾流气体射流流场结构,以及发动机尾部壁面受力和推力振荡曲线进行分析。研究结果表明,考虑浮力的仿真结果更加符合试验结果;射流动量段气体的马赫数分布会导致喷管出口附近的气-水界面产生周期性胀鼓-颈缩,从而引起尾部空间背压振荡,在设计工况下,尾部压力变化范围为环境水深压强的0.327到2.43倍;背压振荡将引起尾壁面受力振荡和推力振荡,振荡频率为736.89Hz;气体射流喷出过程中,气-水界面由速度梯度主导的开尔文-亥姆赫兹(K-H)不稳定性逐渐转变为由重力和浮力主导的瑞利-泰勒(R-T)不稳定性。 展开更多
关键词 水下气体射流 胀鼓和颈缩 激波胞室 推力振荡 开尔文-亥姆赫兹不稳定性 瑞利-泰勒不稳定性
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橡胶复合靶板抗射流侵彻的理论和实验研究 被引量:6
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作者 祖旭东 黄正祥 贾鑫 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期376-383,共8页
根据射流侵彻橡胶复合靶板后射流变形情况,将橡胶复合靶板抗射流侵彻过程分为4个阶段。基于应力波传播理论和开尔文-亥姆霍兹不稳定性对橡胶复合靶板抗射流侵彻过程进行了理论分析,得到射流失稳时射流的速度区间及橡胶复合靶板对射流的... 根据射流侵彻橡胶复合靶板后射流变形情况,将橡胶复合靶板抗射流侵彻过程分为4个阶段。基于应力波传播理论和开尔文-亥姆霍兹不稳定性对橡胶复合靶板抗射流侵彻过程进行了理论分析,得到射流失稳时射流的速度区间及橡胶复合靶板对射流的干扰频率,并分析了射流侵彻橡胶复合靶板后的剩余侵彻能力。分析了橡胶夹层厚度变化和橡胶复合靶板倾角对橡胶复合靶板抗射流干扰的影响,得到最佳橡胶夹层厚度和倾角,并通过实验对理论结果进行了验证。结果表明,开尔文-亥姆霍兹不稳定性能很好地分析橡胶复合靶板对射流的干扰作用。橡胶复合靶板在倾角为60°、橡胶夹层厚度为3~3.5 mm时具有最佳防护性能。 展开更多
关键词 流体力学 干扰能力 开尔文-霍兹不稳定性 橡胶复合板 射流 防护性能
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土星千米波辐射源及磁层内磁力线弯曲 被引量:1
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作者 王翼 陈出新 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期672-677,共6页
本文提出一个模型,通过此模型得到土星千米波辐射源(Saturn’s Kilometrlc Radiation Source)的分布.这个模型就是:磁层顶的开尔文一亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz Instability)会导致阿尔芬波沿着弯曲的磁力线传播到土星... 本文提出一个模型,通过此模型得到土星千米波辐射源(Saturn’s Kilometrlc Radiation Source)的分布.这个模型就是:磁层顶的开尔文一亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz Instability)会导致阿尔芬波沿着弯曲的磁力线传播到土星极区附近,并在这个过程中使土星电离层附近(1Ra高度,Ra为土星半径)的粒子加速沉降,发生回旋不稳定性(Cyclotron MaserInstability),进而产生R—x模式辐射的非寻常波(Extraordinarywave).我们认为,极区发生回旋不稳定性的区域就是土星千米波辐射源的区域.本文求出了磁层顶附近开尔文一亥姆霍兹不稳定性发生在土星本地时(Saturn’s Local Time)11 LT以前,得出了阿尔芬波沿磁力线传播到土星需要约38.3min,求解出向阳面磁力线弯曲了约80°,最后得出土星千米波辐射源分布从黎明段的7~9LT延伸到傍晚段的18LT,并且黎明段分布的纬度比傍晚段低. 展开更多
关键词 土星 千米波 开尔文-霍兹不稳定性 阿尔芬波 磁力线弯曲 辐射源分布
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