奇妙的“波浪云”——浅谈开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象 被引量：4

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作者 杨绍琼 姜楠 《力学与实践》 北大核心 2014年第6期802-805,共4页

开尔文-亥姆霍兹不稳定性是两种流体作平行于水平界面的相对运动时的流动稳定性问题之一.文章从自然现象"波浪云"谈起,介绍了开尔文-亥姆霍兹不稳定性的理论定义、该不稳定性现象形成发展的过程及其流动可视化;并简单阐述了... 开尔文-亥姆霍兹不稳定性是两种流体作平行于水平界面的相对运动时的流动稳定性问题之一.文章从自然现象"波浪云"谈起,介绍了开尔文-亥姆霍兹不稳定性的理论定义、该不稳定性现象形成发展的过程及其流动可视化;并简单阐述了实验室和自然界中其他"类开尔文-亥姆霍兹不稳定"现象,重点介绍了梵高名画《星月夜》和笔者在从事沟槽壁面湍流场可视化实验中观察到的一种展向"类开尔文-亥姆霍兹涡棍"结构,指出它们的形成及发展演化是沟槽湍流减阻达到最优之后,减阻效应趋弱直至增阻的原因. 展开更多

关键词 波浪云 开尔文-亥姆霍兹不稳定性 类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象 类开尔文-亥姆霍兹涡棍

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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-亥姆霍兹不稳定性 “类开尔文-亥姆霍兹”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 开尔文亥姆霍兹不稳定性 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：4

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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-亥姆霍兹不稳定性 大涡模拟 动态模态分解

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亥姆霍兹线圈磁场的探究 被引量：26

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作者 朱业俊 陶小平 孙腊珍 《物理实验》 北大核心 2010年第3期42-46,共5页

定量计算了亥姆霍兹线圈空间磁场的分布,并用Mathmatic进行空间模拟,形象地描述了亥姆霍兹线圈的空间磁场分布,同时就其均匀性与三线圈和载荷旋转圆盘的磁场进行了对比讨论.

关键词 亥姆霍兹线圈 均匀磁场 毕奥-萨伐尔定律

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利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场 被引量：11

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作者 刘炜 程敏熙 《大学物理》 2020年第5期31-32,43,共3页

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.

关键词 智能手机 磁传感器 亥姆霍兹线圈 叠加原理 毕奥-萨伐尔定律

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亥姆霍兹线圈空间的磁场分布 被引量：24

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作者 邹志纯 《西安邮电学院学报》 2004年第3期89-91,共3页

计算了亥姆霍兹线圈空间的磁感应强度分布,给出了解析表达式,并绘出了它们的空间分布图。

关键词 毕奥-萨伐尔定律 亥姆霍兹线圈 磁场分布

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亥姆霍兹旋转木马的实验研究 被引量：1

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作者 吕家琪 牛孔贞 李训谱 《物理实验》 2014年第1期40-43,共4页

设计了简易的实验装置,对亥姆霍兹旋转木马的声-动能转化现象及其运动过程进行了实验研究和讨论,并简单确定了亥姆霍兹共振器的共振频率.

关键词 亥姆霍兹共振器 共振频率 声-动能转换

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流体界面不稳定性耦合作用的格子Boltzmann模拟

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作者 陈妍璐 谢玉仙 +1 位作者 尚文强 张莹 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期74-80,共7页

使用格子玻尔兹曼方法对二维不混溶、不可压缩流体的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性进行数值模拟。以卷起高度H作为参考值,研究了密度比、表面张力、切应力对流体K-H不稳定性内产生Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性的影响。研究结果显示,... 使用格子玻尔兹曼方法对二维不混溶、不可压缩流体的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性进行数值模拟。以卷起高度H作为参考值,研究了密度比、表面张力、切应力对流体K-H不稳定性内产生Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性的影响。研究结果显示,密度比对两种不稳定性耦合起决定性作用。密度比接近1时,K-H不稳定性中不会产生R-T不稳定性,随着密度比增大,K-H不稳定性中开始产生R-T不稳定性。表面张力系数的增大对流体产生K-H不稳定性及两种不稳定性的耦合的卷起高度变化没有影响,但会对流体向内运动起抑制作用,且卷起流体的厚度明显增加。切应力对两种流体不稳定性的耦合起抑制作用。 展开更多

关键词 格子玻尔兹曼方法 开尔文-赫姆霍兹不稳定性 瑞利-泰勒不稳定性 耦合

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高斯粗糙面与临空目标复合电磁散射的KH-MoM解 被引量：3

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作者 李西敏 童创明 +1 位作者 付树洪 李晶晶 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1146-1151,共6页

提出了一种求解一维粗糙面与二维无限长临空目标复合电磁散射特性的新型混合算法。混合算法只需在粗糙面上进行一次积分运算,即可用基尔霍夫-亥姆霍兹方程(KH)描述电磁波经粗糙面后的散射情况,再用矩量法(MoM)分析目标的散射问题,通过KH... 提出了一种求解一维粗糙面与二维无限长临空目标复合电磁散射特性的新型混合算法。混合算法只需在粗糙面上进行一次积分运算,即可用基尔霍夫-亥姆霍兹方程(KH)描述电磁波经粗糙面后的散射情况,再用矩量法(MoM)分析目标的散射问题,通过KH与MoM的混合来体现粗糙面与目标之间的耦合作用。经与不同方法的对比,验证了混合方法的正确性,体现了混合方法较数值法在求解效率上的巨大优势。计算了粗糙面与临空目标的统计复合散射特性,分析了粗糙面的起伏参数、临空目标的形状以及粗糙面介质的电参数对复合散射特性的影响。 展开更多

关键词 复合电磁散射 基尔霍夫-亥姆霍兹方程 矩量法 粗糙面与临空目标

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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

11

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-亥姆霍兹不稳定性 橡胶复合板 射流 防护性能

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铁粉与氯气反应能生成二氯化铁吗? 被引量：3

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作者 孙家娟 范广 +3 位作者 张引莉 马占营 高丰琴 徐维霞 《大学化学》 CAS 2016年第4期80-82,共3页

从化学热力学基本原理出发,解释了在合适的反应温度下,铁粉与氯气反应生成三氯化铁的原因。并通过吉布斯-亥姆霍兹方程计算得出,在反应温度高于626 K时,铁粉与氯气反应将生成二氯化铁。这既体现了化学热力学对无机合成的指导意义,又可... 从化学热力学基本原理出发,解释了在合适的反应温度下,铁粉与氯气反应生成三氯化铁的原因。并通过吉布斯-亥姆霍兹方程计算得出,在反应温度高于626 K时,铁粉与氯气反应将生成二氯化铁。这既体现了化学热力学对无机合成的指导意义,又可增强学生对化学热力学知识的理解和应用。 展开更多

关键词 化学热力学 氯化亚铁 氯化铁 吉布斯-亥姆霍兹方程

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钠在空气中燃烧生成过氧化钠的热力学讨论 被引量：3

13

作者 范广 张引莉 +2 位作者 孙家娟 徐维霞 马占营 《大学化学》 CAS 2011年第6期79-80,共2页

从热力学基本原理出发,探讨钠在空气中燃烧生成过氧化钠的原因,得出过氧化钠是钠在空气中燃烧反应的最稳定产物的结论。

关键词 化学热力学 过氧化钠 标准摩尔吉布斯自由能 吉布斯-亥姆霍兹方程

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热力学方程在计算热力学函数中的应用 被引量：3

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作者 朱元举 《大学化学》 CAS 2017年第5期-,共8页

热力学方程是包含热力学基本方程、热力学状态方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程在内的广泛的一组方程。文中对目前物理化学教材中很少提及的其他热力学状态方程进行了系统的总结和推导,同时强调理论的系统性和完整性在教学中的重要性,并在... 热力学方程是包含热力学基本方程、热力学状态方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程在内的广泛的一组方程。文中对目前物理化学教材中很少提及的其他热力学状态方程进行了系统的总结和推导,同时强调理论的系统性和完整性在教学中的重要性,并在此基础上导出了物理化学教材中很少见到的吉布斯-亥姆霍兹第一方程及其在表面化学中的应用。在物理化学教学中需要特别强调特征变量的重要性,以及特征变量和化学反应条件之间的内在关系,并注意与交叉学科物理专业的热力学和统计物理学的衔接。 展开更多

关键词 麦氏关系 特征变量 热力学基本方程 热力学状态方程 吉布斯-亥姆霍兹方程

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四个平行共轴等大载流方线圈磁场的均匀性分析

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作者 昝会萍 张引科 《大学物理》 2021年第6期14-18,40,共6页

匀强磁场广泛应用于科学研究和工程技术.以毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理为基础,建立了4个平行共轴等大载流方线圈磁场磁感应强度的表达式;用泰勒级数展开方法,发现了线圈系统磁场均匀性最好的条件;借助于数值计算,讨论了3种具体情况... 匀强磁场广泛应用于科学研究和工程技术.以毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理为基础,建立了4个平行共轴等大载流方线圈磁场磁感应强度的表达式;用泰勒级数展开方法,发现了线圈系统磁场均匀性最好的条件;借助于数值计算,讨论了3种具体情况下线圈系统磁场的均匀性.结果表明:在最佳状态下,线圈系统能够在较大空间区域产生相对偏差小于0.01%、方向偏差小于0.01度的均匀性极高的磁场,并且磁场的均匀性和空间范围都明显优于方形亥姆霍兹线圈的磁场. 展开更多

关键词 磁场均匀性 方形载流线圈 亥姆霍兹线圈 毕奥-萨伐尔定律

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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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