绕水翼非定常空化流动的涡动力学分析 被引量：7

1

作者 赵宇 王国玉 +3 位作者 黄彪 胡常莉 陈广豪 吴钦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期896-904,共9页

文章采用数值方法对绕水翼的非定常空化流动进行了流动计算,并采用涡动力学方法对非定常空化流场特性进行了分析。计算中,采用基于当地涡旋修正的湍流模型封闭控制方程,通过实验对该计算结果进行验证;采用涡量法分析了空化的发生和发展... 文章采用数值方法对绕水翼的非定常空化流动进行了流动计算,并采用涡动力学方法对非定常空化流场特性进行了分析。计算中,采用基于当地涡旋修正的湍流模型封闭控制方程,通过实验对该计算结果进行验证;采用涡量法分析了空化的发生和发展对涡量输运过程的影响。结果表明:基于当地涡旋修正的湍流模型可以准确地模拟水翼周围非定常空化流场结构;水翼空化流场具有强烈的非定常特性,空化的发展和流场中的涡结构有着紧密的联系;反向射流的作用会导致附着空穴尾缘附近速度梯度的非定常变化,是导致涡量产生和消失的重要因素;空化区域内部水气两相的质量交换会导致流场内体积变化率的变化,使得空化区域内部流体的非正压性显著增强,上述两者导致空化区域内部的涡量分布呈现强烈的非定常特性;空化现象引起的水气两相之间的相互转换以及对湍流的作用都是影响涡结构空间分布的重要因素。 展开更多

关键词 空化 湍流模型 非定常 涡动力学分析

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混流泵启动过程瞬态流场的涡动力学分析 被引量：13

2

作者 李伟 季磊磊 +2 位作者 张扬 施卫东 杨勇飞 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2480-2489,共10页

为了深入分析混流泵启动过程的瞬态流动结构,研究启动过程叶轮内部能量分布特性及其对瞬态性能的影响,基于正则化螺旋度法提取瞬态流场涡核,对启动过程进口段、叶轮和导叶段内部流动进行涡结构分析,并运用过流断面诊断法对混流泵启动过... 为了深入分析混流泵启动过程的瞬态流动结构,研究启动过程叶轮内部能量分布特性及其对瞬态性能的影响,基于正则化螺旋度法提取瞬态流场涡核,对启动过程进口段、叶轮和导叶段内部流动进行涡结构分析,并运用过流断面诊断法对混流泵启动过程内部流动进行诊断。研究结果表明:进口观测截面流场的涡核结构受叶轮叶片数的影响较大,涡核总体呈现从分散到集中的演化过程;随着转速增加,叶轮内涡结构正向和反向涡交替变化,并在转速稳定后流动逐渐趋于稳定;导叶内的涡结构在启动初期呈非对称性分布,当转速稳定后,涡结构区域逐渐减少并呈现规律性分布,流体流动趋于稳定。在混流泵启动过程中,随着叶轮旋转加速,总压流随之迅速增大,叶轮对流体做功,流体获得的能量迅速增加;由于流体惯性,加速末期流体获得了大于稳态转速下的能量,这种瞬态效应的外部体现就是在加速末期泵装置获得了瞬时冲击扬程。 展开更多

关键词 混流泵 启动过程 瞬态流场 涡结构 涡动力学

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弯曲叶片降低能量损失的涡动力学机制 被引量：8

3

作者 王松涛 王仲奇 冯国泰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期607-613,670,共8页

采用实验与数值模拟相结合的手段 ,从涡动力学的角度阐述了弯叶片降低能量损失的机理 .研究了在不同攻角、不同出口马赫数、不同弯角条件下涡轮叶栅流场内主要旋涡的生成与发展 ;并通过与直叶栅的对比 ,研究了叶片弯曲对马蹄涡起始分离... 采用实验与数值模拟相结合的手段 ,从涡动力学的角度阐述了弯叶片降低能量损失的机理 .研究了在不同攻角、不同出口马赫数、不同弯角条件下涡轮叶栅流场内主要旋涡的生成与发展 ;并通过与直叶栅的对比 ,研究了叶片弯曲对马蹄涡起始分离点位置及对通道涡位置强度的影响 ,从截面涡结构入手 ,分析了叶片弯曲这种边界条件的改变方式对通道涡稳定性的影响 ;通过分析在不同气动条件下通道涡对损失贡献的差异指出了在通道涡强度与尺度较大的叶栅 ,叶片弯曲不但会直接通过改变通道涡的强度 ,减少通道涡本身的损失来影响损失的大小 ,同时也会通过对通道涡位置的改变来影响损失的分布与大小 . 展开更多

关键词 弯曲叶片 涡动力学 旋涡 拓扑分析 稳定性 能量损失 数值模拟 叶轮机 流场 叶栅

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单转子轴流压气机涡动力学失稳机理研究 被引量：1

4

作者 马彩东 吴云 +1 位作者 张志波 代辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2201-2209,共9页

为了研究单转子轴流压气机的涡动力学失稳机理,采用基于Shear Stress Transport(SST)湍流模型的尺度自适应雷诺平均/大涡(RANS/LES)混合模拟的方法对低速单转子轴流压气机进行了非定常数值模拟。研究结果表明:在设计转速3kr/min条件下,... 为了研究单转子轴流压气机的涡动力学失稳机理,采用基于Shear Stress Transport(SST)湍流模型的尺度自适应雷诺平均/大涡(RANS/LES)混合模拟的方法对低速单转子轴流压气机进行了非定常数值模拟。研究结果表明:在设计转速3kr/min条件下,叶顶泄漏涡、二次泄漏涡以及诱导涡破碎引起的叶顶区域的堵塞是触发单转子轴流压气机内部流动失稳的主要因素。压气机由近堵塞工况点向小流量工况点逼近的过程中,叶顶泄漏涡轨迹与轴向的夹角由70°增加到76°,二次泄漏涡起始点位置前移加速叶顶泄漏涡向转子前缘移动。近失速工况点叶顶泄漏涡的轴向动量与主流的轴向动量之间存在一种平衡,叶顶泄漏涡稳定在转子前缘。压气机进一步节流主流的轴向动量减小,对叶顶泄漏涡轴向动量的抑制能力减弱,叶顶泄漏涡的位置不再稳定,诱发尖脉冲型失速先兆。 展开更多

关键词 轴流压气机 叶顶泄漏涡 二次泄漏涡 失速先兆 数值模拟 涡动力学

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水轮机固定导叶涡街的动力学分析与燕尾修型研究 被引量：7

5

作者 王东 张思青 张云龙 《中国电力》 CSCD 北大核心 2014年第11期5-9,共5页

卡门涡的脱落与叶片尾部形状密切相关,为了研究固定导叶燕尾后缘对卡门涡脱落的影响,运用涡动力学理论对固定导叶涡量场进行分析,寻找涡街输运的一般规律;并对混流式水轮机的双列叶栅进行数值模拟,对原型和燕尾型固定导叶尾迹涡量场和... 卡门涡的脱落与叶片尾部形状密切相关,为了研究固定导叶燕尾后缘对卡门涡脱落的影响,运用涡动力学理论对固定导叶涡量场进行分析,寻找涡街输运的一般规律;并对混流式水轮机的双列叶栅进行数值模拟,对原型和燕尾型固定导叶尾迹涡量场和压力脉动进行比较。数值计算结果表明:与原型相比,燕尾型固定导叶尾迹的涡量值和压力脉动相对减小。燕尾开叉角起到了延长涡街输运距离的作用,同时限制了新生漩涡的生长空间,降低了涡街能量;燕尾后缘对于卡门涡的脱落具有抑制作用,减弱了卡门涡的破坏能力。 展开更多

关键词 水轮机 固定导叶 卡门涡 涡动力学 燕尾修型

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跨声速压气机转子的二次流旋涡结构 被引量：17

6

作者 王如根 胡加国 +1 位作者 余超 李坤 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期504-512,共9页

为了明确跨声速轴流压气机内部流场结构,数值模拟了NASA Rotor37转子,结合λ2准则分析流场参数,探索流动的规律和旋涡结构。研究发现,压气机转子的旋涡模型主要由马蹄涡、壁角涡、径向涡、脱落涡、泄漏涡、诱导涡和分离涡等7个旋涡组成... 为了明确跨声速轴流压气机内部流场结构,数值模拟了NASA Rotor37转子,结合λ2准则分析流场参数,探索流动的规律和旋涡结构。研究发现,压气机转子的旋涡模型主要由马蹄涡、壁角涡、径向涡、脱落涡、泄漏涡、诱导涡和分离涡等7个旋涡组成。马蹄涡吸力面分支耗散,压力面分支向相邻的吸力面发展。壁角涡与脱落涡位于叶根角区,引起流动损失和角区失速。径向涡位于激波后吸力面的分离区内,它扩大吸力面分离、引起低能流体向叶顶堆积。激波与叶尖泄漏在叶顶通道中形成3涡:泄漏涡、诱导涡和分离涡,而叶栅通道出口存在分离涡和由泄漏涡与诱导涡合成的叶顶通道涡。泄漏涡与诱导涡破碎在流道中间产生的堵塞区,分离涡造成吸力面尾缘的低速区,共同触发跨声速压气机的失稳。 展开更多

关键词 跨声速轴流压气机 数值模拟 涡动力学 二次流 旋涡模型

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多级离心泵水力性能数值预测涡量分析法 被引量：9

7

作者 王洋 赵立峰 +3 位作者 刘志超 宁超 朱振涛 谢山峰 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期561-566,共6页

为了研究利用CFD技术预测多级离心泵水力性能的方法,选取某一多级离心泵为研究对象.采用数值模拟方法获得了多级离心泵内部全流场信息.分别选取多级离心泵单级、二级、三级的三维模型进行全流场数值模拟,获得了3种三维模型各水力部件内... 为了研究利用CFD技术预测多级离心泵水力性能的方法,选取某一多级离心泵为研究对象.采用数值模拟方法获得了多级离心泵内部全流场信息.分别选取多级离心泵单级、二级、三级的三维模型进行全流场数值模拟,获得了3种三维模型各水力部件内部的水力损失,通过对计算结果分析发现,多级离心泵内部各级水力损失大小基本类似,不随级数的不同而改变,这为通过对少级数的数值模拟以预测更多级数的泵性能提供了依据.通过对多级离心泵内部流场各级能量损失进行分析,分析各级能量损失特征及其流动特点,发现各级涡量分布基本一致,损失特性相同,只在最后一级导叶内部的涡结构有一定的区别.采用能量分析结合多级泵内部流场涡动力学分析方法建立了多级离心泵性能数值预测的计算方法,并建立了多级离心泵性能预测基于少级数模型数值分析的计算公式. 展开更多

关键词 多级离心泵 性能预测 涡动力学 内部流动

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二维平板翼拍翼运动的涡流场显示 被引量：5

8

作者 赵攀峰 刘春阳 +2 位作者 祝隆伟 陈小燕 杨基明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期441-447,共7页

介绍了在装有液体的有机玻璃容器中进行的二维平板翼作悬停拍翼运动的流场显示实验.研究了低雷诺数运动下,仰俯旋转过程中不同的转动角速度,匀速平动阶段不同的水平攻角分别对流场结构的影响以及超前、对称、滞后三种相位模式下的涡流... 介绍了在装有液体的有机玻璃容器中进行的二维平板翼作悬停拍翼运动的流场显示实验.研究了低雷诺数运动下,仰俯旋转过程中不同的转动角速度,匀速平动阶段不同的水平攻角分别对流场结构的影响以及超前、对称、滞后三种相位模式下的涡流场结构.实验结果表明:挥拍过程中翼后缘的涡层不断地脱泻,前缘涡不断发展并附着在翼面是翼型产生高升力的重要机制;匀速平动阶段前缘涡的形成附着与水平攻角有关,攻角过小不易产生前缘涡,攻角过大则易使前缘涡与翼面分离;翼型的上仰过程使前缘涡得到加强,这对升力的产生有一定的贡献;三种相位下的涡流场形态各有不同,上挥(下拍)初期前缘涡的运动主要存在两种形态. 展开更多

关键词 悬停 拍翼运动 涡动力学 流动显示

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二维翼型非定常运动的涡流场显示——2俯仰运动和沉浮/俯仰联合运动 被引量：8

9

作者 王肇 宋红军 尹协振 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期38-42,57,共6页

介绍了在水洞中进行的二维机翼纯俯仰运动和沉浮/俯仰联合运动时的流动显示实验。实验结果揭示了机翼做纯俯仰运动时尾迹涡街的特性以及与Strouhal数(Ste)的关系。在Ste=0.105附近,涡街排列成一条线;大于该值,为逆Karman涡街;小于该值,... 介绍了在水洞中进行的二维机翼纯俯仰运动和沉浮/俯仰联合运动时的流动显示实验。实验结果揭示了机翼做纯俯仰运动时尾迹涡街的特性以及与Strouhal数(Ste)的关系。在Ste=0.105附近,涡街排列成一条线;大于该值,为逆Karman涡街;小于该值,为正Karman涡街。机翼做沉浮/俯仰联合运动时,尾迹中总是出现逆Karman涡街。结合数值计算结果说明,机翼做沉浮/俯仰联合运动时,推力及最大有效迎角与沉浮和俯仰运动之间的相位差有关。并讨论了前缘涡与后缘涡相互作用对推力的影响。 展开更多

关键词 非定常运动 涡动力学 Strouhal数 流动显示 生物游动 飞行力学

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关于旋涡定义的思考 被引量：7

10

作者 吴介之 杨越 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-8,共8页

针对旋涡定义这个长期未解决的难题,在分析历史上提出的几种思路的基础上,本文提出:定义旋涡的总目标,应当体现其管状运动形态,并与其作为流体运动肌腱的动力学功能有机结合;该定义应能以统一的方式覆盖经典涡动力学业已成熟的结果,并... 针对旋涡定义这个长期未解决的难题,在分析历史上提出的几种思路的基础上,本文提出:定义旋涡的总目标,应当体现其管状运动形态,并与其作为流体运动肌腱的动力学功能有机结合;该定义应能以统一的方式覆盖经典涡动力学业已成熟的结果,并且指引对湍流中复杂涡状结构及其相互作用的识别。据此,本文根据涡量场演化的已知规律,提出了旋涡的一个动力学定义,作为继续深化讨论的参考。同时提出,人们针对湍流结构研究构造的各种涡判据,虽然对湍流涡状结构的可视化起了重要作用,但因其难以遵循管式涡量场的因果演化而无法取代完备的涡定义。相比之下,近十年来形成的涡量面理论,有望在未来发展中使旋涡的定义和检验问题回归涡量动力学的自然规律。 展开更多

关键词 旋涡 涡动力学 涡定义 涡判据 湍流结构

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非定常激励对低速压气机稳定性影响的数值研究

11

作者 刘卓琦 潘天宇 +1 位作者 李宸璋 李秋实 《推进技术》 北大核心 2025年第8期29-37,共9页

非定常主动控制是一种高效的压气机稳定边界拓展方法,明确其稳定性改善机制有利于设计有效的扩稳方案。基于试验设置和结果,使用约化后的1/10圆周计算域,开展失速先兆频率的低速压气机叶尖微喷气的非定常数值模拟,并对比有/无激励、近... 非定常主动控制是一种高效的压气机稳定边界拓展方法,明确其稳定性改善机制有利于设计有效的扩稳方案。基于试验设置和结果,使用约化后的1/10圆周计算域,开展失速先兆频率的低速压气机叶尖微喷气的非定常数值模拟,并对比有/无激励、近失速和失速演化过程的瞬态流场。结果表明:溢流涡是实壁叶尖的关键流动结构,其在通道内的持续快速增长增强前缘溢流并诱发龙卷风涡产生,是实壁失速起始的标志;激励通过改变叶尖局部压力分布和壁面边界条件,增强叶尖中部泄漏流动和壁面剪切,促进叶尖流体周向移动并抑制溢流涡增长,失速起始对应的流量系数减小1.03%,改善稳定性;激励增强前缘溢流,诱导流场内先产生龙卷风涡,后溢流涡在通道内持续增强,二者共同作用,与实壁相比失速后的流场恶化速度更快。 展开更多

关键词 低速压气机 非定常流动控制 叶尖微喷气 失速过程 叶尖泄漏流动 涡动力学

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展向具有谐波型扰动的方柱旋涡分离流数值研究 被引量：1

12

作者 林黎明 凌国灿 宋芳 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2007年第B12期80-84,共5页

基于Fourier谱方法和有限差分的混合方法，对方型截面柱体的分离流及非定常涡动力学进行数值研究，特别是展向具有谐波型几何扰动对流动演化及受力变化的影响。结果表明，当Re=100-150，在未引入扰动的柱体上／下表面处（而非前缘）流... 基于Fourier谱方法和有限差分的混合方法，对方型截面柱体的分离流及非定常涡动力学进行数值研究，特别是展向具有谐波型几何扰动对流动演化及受力变化的影响。结果表明，当Re=100-150，在未引入扰动的柱体上／下表面处（而非前缘）流动发生局部分离，并形成分离泡。流动分离点随Re数增加是逐渐从后缘前移到前缘附近。沿展向引入扰动后，当Re=100时，在柱体表面产生流向与垂向涡量，甚至抑制了展向涡的发展。当波陡度（波高／波长）为0．167时，产生了类似于发夹涡的结构，此时柱体平均阻力系数和升力系数幅值分别减小了9％和98％。并讨论了相关的机制。 展开更多

关键词 波型方截面柱体 分离流 数值拟模 非定常涡动力学

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《涡运动理论》评介

13

作者 吴介之 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期269-276,共8页

涡动力学，即涡量和旋涡的动力学，是整个现代流体力学的一个主要支柱．狭义地讲，涡旋动力学讨论集中涡的运动和相互作用；广义地讲，涡动力学涵盖了整个有旋流体的动力学及其对无旋流的作用（如涡声）．著名理论家Ｓａｆｍａｎ（ＪＦ... 涡动力学，即涡量和旋涡的动力学，是整个现代流体力学的一个主要支柱．狭义地讲，涡旋动力学讨论集中涡的运动和相互作用；广义地讲，涡动力学涵盖了整个有旋流体的动力学及其对无旋流的作用（如涡声）．著名理论家Ｓａｆｍａｎ（ＪＦｌｕｉｄＭｅｃｈ，１９８１，１０６... 展开更多

关键词 涡动力学 涡量 旋涡

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离心风机涡旋结构及失稳流动特性分析 被引量：3

14

作者 姜晨龙 李恩达 朱兴业 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期1125-1131,共7页

为了了解离心风机转子区域的失稳流动特性,基于SST k-ω湍流模型,探究了风机进流面非均匀流动特性与转子区域失稳流动的匹配关系,并基于涡动力学探究了转子失稳流道的涡旋尺度与结构.研究结果表明,在设计风量下,离心风机转子区域呈现明... 为了了解离心风机转子区域的失稳流动特性,基于SST k-ω湍流模型,探究了风机进流面非均匀流动特性与转子区域失稳流动的匹配关系,并基于涡动力学探究了转子失稳流道的涡旋尺度与结构.研究结果表明,在设计风量下,离心风机转子区域呈现明显的非均匀流动特性,可由气流速度、流动品质划分为稳流区和失稳区.同时,风机进流面流动特性与转子区域内流特性保持较好一致性,压力、速度、进流冲角皆呈现非均匀分布.进流面高速气流仅仅冲刷转子稳流区流道,而进流面低速流体在流经转子轴端后经由离心力的作用流至各个流道.通过使用进流冲角、环量、切向速度等方法,确定了额定工况下转子区域涡旋尺度、堵塞程度最为剧烈的流道,并通过湍动能及涡核分布成功捕捉堵塞流道的涡旋结构. 展开更多

关键词 离心风机 涡旋结构 流动失稳 涡动力学

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定常黏性外流气动力分量的同源性及流场断层扫描诊断原理 被引量：2

15

作者 邹舒帆 吴介之 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期871-882,共12页

减阻是空气动力学的基本任务之一。传统流场诊断和减阻方案基于线性分解、各个击破和线性叠加的思路。最近的研究表明:对于给定构型与流动条件的定常绕流,型阻和诱导阻力不是纯数而是尾流截面位置的函数,而且目前广泛采用的诱导阻力公... 减阻是空气动力学的基本任务之一。传统流场诊断和减阻方案基于线性分解、各个击破和线性叠加的思路。最近的研究表明:对于给定构型与流动条件的定常绕流,型阻和诱导阻力不是纯数而是尾流截面位置的函数,而且目前广泛采用的诱导阻力公式仅适用于简单附着流。基于这些认识,证明了升力、型阻和诱导阻力在物理上是同源的,可分别定义为Lamb矢量的体积分或其矩的面积分;面对真实的复杂流场,提出了采用Lamb矢量场在一族流场截面上的性状来定义和诊断升力、阻力各分量的技术原理,作为对传统方法的扬弃。以大攻角三角翼流场为例,采用该原理判明了气动力分量对应的流动结构,指出三角翼尾部的二次涡产生负升力和型阻峰值。该结构可以根据边界涡量动力学溯源到局部壁面区域,从而提出了增加升阻比的概念性优化方案。 展开更多

关键词 空气动力学 阻力分解 减阻 涡动力学 流场诊断

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双流道泵叶轮边界涡量流分析与水力优化 被引量：3

16

作者 赵斌娟 赵尤飞 +2 位作者 仇晶 张成虎 陈汇龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期85-90,共6页

为优化双流道泵叶轮,对原始泵的内流场进行数值模拟,引入边界涡量动力学理论进行流动诊断,分析了叶轮表面的边界涡量流(BVF)、摩擦力线以及涡量线的分布规律,找到了叶轮内产生不良流动的位置及其动力学根源。根据流动诊断结果,有针对性... 为优化双流道泵叶轮,对原始泵的内流场进行数值模拟,引入边界涡量动力学理论进行流动诊断,分析了叶轮表面的边界涡量流(BVF)、摩擦力线以及涡量线的分布规律,找到了叶轮内产生不良流动的位置及其动力学根源。根据流动诊断结果,有针对性地调整影响双流道泵叶轮内流状态的结构参数,得到优化后的双流道泵叶轮。联合CFD计算和边界涡量动力学流动诊断方法,对比分析了优化前后的双流道泵叶轮,结果表明:优化后叶轮表面的BVF、摩擦力线以及涡线分布得到明显改善,BVF峰值和均值均显著降低,均匀性指数更接近于1,流动分离被抑制,叶轮受力状况得到改善,扬程和效率等水力性能明显提高。研究结果证明了基于边界涡量动力学理论的流动诊断和优化方法在流道式叶轮机械中应用的可行性。 展开更多

关键词 双流道泵叶轮 内流诊断 水力优化 边界涡量动力学

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高负荷压气机叶栅内三维旋涡结构及其形成机理的研究进展 被引量：12

17

作者 钟兢军 阚晓旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1946-1957,共12页

压气机内的三维流场中存在着复杂的旋涡运动及气流分离,这些复杂的流体运动影响着压气机的高效及稳定运行,有必要了解并掌握压气机内旋涡结构的产生与发展机理。本文首先回顾了叶轮机械内经典的旋涡模型,重点综述了压气机叶栅旋涡模型... 压气机内的三维流场中存在着复杂的旋涡运动及气流分离,这些复杂的流体运动影响着压气机的高效及稳定运行,有必要了解并掌握压气机内旋涡结构的产生与发展机理。本文首先回顾了叶轮机械内经典的旋涡模型,重点综述了压气机叶栅旋涡模型的研究成果。然后,详细介绍了在矩形扩压叶栅和跨声速压气机静叶的旋涡结构方面取得的阶段性研究成果,分别讨论了三维旋涡结构的三种研究方法,验证了数值计算获取叶栅旋涡结构的可靠性,阐述了高负荷矩形扩压叶栅旋涡结构与流动损失的关联性,建立了跨声速压气机静叶三维定常旋涡结构模型,揭示了压气机静叶失速过程的涡动力学机理,并分析了非定常因素对静叶旋涡结构的影响规律。最后,针对今后在压气机旋涡结构的发展中会遇到的技术挑战和未来的发展方向做了几点展望。 展开更多

关键词 压气机叶栅 高负荷 旋涡结构 涡动力学 流动损失 综述

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物体在不可压缩流场中所受的流体动力表达式 被引量：1

18

作者 林新武 林献武 兰维瑶 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期124-129,共6页

为统一有粘和无粘不可压缩流场中的流体动力表达式,在允许滑移边界条件的情况下,重新推导了不可压缩流场中运动体的流体动力表达式.根据流场动量定理将流体动力表示为无穷远边界上流场应力的积分与流场动量变化率积分的代数和;再利用导... 为统一有粘和无粘不可压缩流场中的流体动力表达式,在允许滑移边界条件的情况下,重新推导了不可压缩流场中运动体的流体动力表达式.根据流场动量定理将流体动力表示为无穷远边界上流场应力的积分与流场动量变化率积分的代数和;再利用导数矩转换(DMT)公式分别将这两个积分结果进行分解,并根据速度在无穷远处的渐近特性将这些分解结果组合并简化成流场第一涡量矩的积分及流场在物面边界上切向速度矩的积分之和,得到了新的流体动力表达式.理论分析和算例证明了这种新的流体动力表达式在无粘流的情况下收敛于Lamb的流体动力表达式,而在有粘流的情况下与涡动力学理论一致. 展开更多

关键词 飞艇 非定常气动力 不可压缩流场 涡动力学

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基于曲面主方向的正交系的非完整基理论及其在流体力学中的相关应用 被引量：2

19

作者 谢锡麟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期171-195,共25页

本文将微分几何中光滑曲面上局部存在的基于主方向的正交系联系于张量分析中的非完整基理论,以此为曲面与其邻域上的张量场场论提供了一种新方法,称为基于曲面主方向的正交系的非完整基理论。这种场论方法,基于基面的沿主方向的参数坐标... 本文将微分几何中光滑曲面上局部存在的基于主方向的正交系联系于张量分析中的非完整基理论,以此为曲面与其邻域上的张量场场论提供了一种新方法,称为基于曲面主方向的正交系的非完整基理论。这种场论方法,基于基面的沿主方向的参数坐标,然后沿基面的法方向进行空间延拓,以此获得基面邻域内的完整的正交系。对此引入非完整基理论,可得所有的非零Christoffel符号直接对应为基面或者当地曲面的主曲率或者测地曲率,因而张量场的各种微分算子相对于曲面的主方向与法方向展开,所得分量表达式仅含物理量与曲面曲率。由此不仅可以清晰地展现曲面几何特征与物理量/物理过程之间的关系,而且所获得的分量表达式形式上最为简单。另一方面,经典的诸如柱坐标系、球坐标系等正交系也隶属基于曲面主方向的正交系,从而本文方法可以统一相关正交系下的张量场场论。作为应用,本文推导了可变形曲面上涡量、涡量法向梯度与变形率张量的表达式,曲面上流体边界层方程的分量方程,曲面介质相关守恒律方程等。 展开更多

关键词 非完整基理论 曲线坐标系 曲面主方向 曲面曲率 涡量动力学 流体边界层 曲面介质

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物体附加质量的一种改进算法

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作者 林献武 黄明辉 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期583-594,共12页

[目的]为了更方便地计算附加质量和提高无环流理论的严谨性,基于涡动力学理论重新推导了一种基于物面滑移速度分布计算附加质量的方法.[方法]首先基于涡动力学理论给出以流场涡量和速度表征的流体动力和力矩表达式,然后指出其收敛于无... [目的]为了更方便地计算附加质量和提高无环流理论的严谨性,基于涡动力学理论重新推导了一种基于物面滑移速度分布计算附加质量的方法.[方法]首先基于涡动力学理论给出以流场涡量和速度表征的流体动力和力矩表达式,然后指出其收敛于无环流的条件:1)用滑移速度代替物面速度;2)力矩参考点要与刚体固连;3)令流场中的涡量强度为零.利用刚体运动可用平动参考点速度和旋转角速度来表征的特性,进一步建立平动和旋转速度与流体动力和力矩的关系,并导出附加质量新算法.基于这种新算法,分析了物体尺寸、平动参考点位置以及参考坐标系对附加质量的影响及转换方法.[结果]针对经典外形,本文方法与数值算法得到的附加质量完全一致.[结论]本文提出的新算法在附加质量计算和转换方面具有正确性和简便性.在数值计算过程中,对于采用面元法计算滑移边界速度的讨论,指出了目前面涡法在实际应用中失败的根本原因,并提出解决方案,为面元法的实际应用提供了新的思路. 展开更多

关键词 流体动力 涡动力学 不可压缩流场 附加质量 面元法

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