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低雷诺数沟槽表面湍流/非湍流界面特性的实验研究
被引量：
11
1
作者
李思成
吴迪
+1 位作者
崔光耀
王晋军
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1632-1644,共13页
湍流/非湍流界面是流动中湍流和无旋流的边界,其相关研究在加深对湍流与无旋流之间的物质、动量和能量交换的理解有重要意义.本文采用时间解析的二维粒子图像测速技术,分别对零压梯度光滑、顺流向锯齿形沟槽表面平板在不同雷诺数下对湍...
湍流/非湍流界面是流动中湍流和无旋流的边界,其相关研究在加深对湍流与无旋流之间的物质、动量和能量交换的理解有重要意义.本文采用时间解析的二维粒子图像测速技术,分别对零压梯度光滑、顺流向锯齿形沟槽表面平板在不同雷诺数下对湍流/非湍流界面的几何特征及动力学特性进行了实验研究.实验雷诺数为Reτ=400~1000.本文采用了湍动能准则对湍流/非湍流界面进行了识别,并分析界面高度分布、分形特征及界面附近的条件平均速度和涡量.结果表明在不同雷诺数下,无论是光滑壁面还是沟槽壁面,界面平均高度在(0.8~0.9)δ99附近.对于沟槽壁面而言,减阻时对应的界面高度的概率密度分布与光滑壁面基本一致,均遵循正态分布,而当阻力增大时,界面高度分布偏离正态分布出现正的偏度.在本实验情况下,界面分形维度、跨界面速度跳变均会随着雷诺数增大而增大.此外,不同壁面情况下无量纲条件平均涡量在界面附近的分布相近,而界面附近无量纲速度梯度最大值近似为常数.
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关键词
湍流
边界层
沟槽壁面
湍流/非湍流界面
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职称材料
可压缩平板边界层流动的湍流/非湍流界面层空间分布的统计特性
2
作者
黄智康
刘锋
+1 位作者
张欣羡
周毅
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期709-718,共10页
为揭示可压缩湍流边界层中湍流/非湍流界面层(TNTI)空间分布的演化规律,对马赫数Ma为2.9的空间发展平板湍流边界层流动进行直接数值模拟研究。通过湍流体积分数确定涡量阈值,从而获得TNTI的外边界,并以此为基准统计发现条件平均的涡量...
为揭示可压缩湍流边界层中湍流/非湍流界面层(TNTI)空间分布的演化规律,对马赫数Ma为2.9的空间发展平板湍流边界层流动进行直接数值模拟研究。通过湍流体积分数确定涡量阈值,从而获得TNTI的外边界,并以此为基准统计发现条件平均的涡量和法向速度在TNTI处骤降。根据TNTI的统计结果发现,在湍流段平均界面层,平均TNTI高度和边界层名义厚度保持线性关系。TNTI高度的概率密度函数满足正态分布。在湍流段,界面层高度的均方根(RMS)与平均界面层高度之比呈线性减小的趋势,界面层高度和瞬时摩擦力系数的相关性系数近似为0。随着湍流边界层发展,界面层高度的RMS逐渐趋于常数。
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关键词
可压缩流动
平板边界层
湍流/非湍流界面
层
湍流
体积分数
涡量阈值
法向速度
界面
层高度
边界层名义厚度
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职称材料
水下航行体边界层转捩流动结构实验研究
3
作者
刘瑶瑶
潘翀
+1 位作者
郭辉
刘建华
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期14-22,共9页
采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型...
采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型长度为1.436 m,基于模型长度和来流速度的实验雷诺数为3.35×10^(5)。采用流动显示灰度场和有限时间李雅普诺夫指数(Finite-Time Lyapunov Exponents,FTLEs)对转捩边界层中的涡结构进行识别,并对转捩过程中发卡涡、二次涡等典型拟序结构的生成演化过程进行分析。采用两点相关方法提取转捩区拟序结构,同时采用椭圆拟合方法计算相干结构倾角,计算结果表明,结构倾角沿法向先增大后减小,在边界层附近达到最大值。为深入研究转捩流动结构特性,发展了基于流动显示的湍流/非湍流界面(T/NT)识别方法,并对界面几何特性进行了研究。研究结果表明,在转捩过程中,界面的法向高度和分形维数沿程增长。
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关键词
边界层转捩
流动显示
有限时间李雅普诺夫指数
湍流/非湍流界面
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职称材料
题名
低雷诺数沟槽表面湍流/非湍流界面特性的实验研究
被引量：
11
1
作者
李思成
吴迪
崔光耀
王晋军
机构
北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1632-1644,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(91852206,11721202)。
文摘
湍流/非湍流界面是流动中湍流和无旋流的边界,其相关研究在加深对湍流与无旋流之间的物质、动量和能量交换的理解有重要意义.本文采用时间解析的二维粒子图像测速技术,分别对零压梯度光滑、顺流向锯齿形沟槽表面平板在不同雷诺数下对湍流/非湍流界面的几何特征及动力学特性进行了实验研究.实验雷诺数为Reτ=400~1000.本文采用了湍动能准则对湍流/非湍流界面进行了识别,并分析界面高度分布、分形特征及界面附近的条件平均速度和涡量.结果表明在不同雷诺数下,无论是光滑壁面还是沟槽壁面,界面平均高度在(0.8~0.9)δ99附近.对于沟槽壁面而言,减阻时对应的界面高度的概率密度分布与光滑壁面基本一致,均遵循正态分布,而当阻力增大时,界面高度分布偏离正态分布出现正的偏度.在本实验情况下,界面分形维度、跨界面速度跳变均会随着雷诺数增大而增大.此外,不同壁面情况下无量纲条件平均涡量在界面附近的分布相近,而界面附近无量纲速度梯度最大值近似为常数.
关键词
湍流
边界层
沟槽壁面
湍流/非湍流界面
Keywords
turbulent boundary layer
riblets surface
turbulent/non-turbulent interface
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
可压缩平板边界层流动的湍流/非湍流界面层空间分布的统计特性
2
作者
黄智康
刘锋
张欣羡
周毅
机构
南京理工大学能源与动力工程学院
中北大学能源与动力工程学院
北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室
出处
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期709-718,共10页
基金
国家自然科学基金(91952105,12002318)
中央高校基本科研业务费专项资金(30921011212)
江苏省“六大人才高峰”资助项目(2019-SZCY-005)。
文摘
为揭示可压缩湍流边界层中湍流/非湍流界面层(TNTI)空间分布的演化规律,对马赫数Ma为2.9的空间发展平板湍流边界层流动进行直接数值模拟研究。通过湍流体积分数确定涡量阈值,从而获得TNTI的外边界,并以此为基准统计发现条件平均的涡量和法向速度在TNTI处骤降。根据TNTI的统计结果发现,在湍流段平均界面层,平均TNTI高度和边界层名义厚度保持线性关系。TNTI高度的概率密度函数满足正态分布。在湍流段,界面层高度的均方根(RMS)与平均界面层高度之比呈线性减小的趋势,界面层高度和瞬时摩擦力系数的相关性系数近似为0。随着湍流边界层发展,界面层高度的RMS逐渐趋于常数。
关键词
可压缩流动
平板边界层
湍流/非湍流界面
层
湍流
体积分数
涡量阈值
法向速度
界面
层高度
边界层名义厚度
Keywords
compressible flow
flat-plate boundary layer
turbulent/non-turbulent interface layer
turbulent region volume fraction
vorticity threshold
normal velocity
interface layer height
boundary layer thickness
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
水下航行体边界层转捩流动结构实验研究
3
作者
刘瑶瑶
潘翀
郭辉
刘建华
机构
北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室
北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心
中国船舶重工集团公司第七〇二研究所船舶振动噪声重点实验室
出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期14-22,共9页
基金
国家自然科学基金项目(91952301)。
文摘
采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型长度为1.436 m,基于模型长度和来流速度的实验雷诺数为3.35×10^(5)。采用流动显示灰度场和有限时间李雅普诺夫指数(Finite-Time Lyapunov Exponents,FTLEs)对转捩边界层中的涡结构进行识别,并对转捩过程中发卡涡、二次涡等典型拟序结构的生成演化过程进行分析。采用两点相关方法提取转捩区拟序结构,同时采用椭圆拟合方法计算相干结构倾角,计算结果表明,结构倾角沿法向先增大后减小,在边界层附近达到最大值。为深入研究转捩流动结构特性,发展了基于流动显示的湍流/非湍流界面(T/NT)识别方法,并对界面几何特性进行了研究。研究结果表明,在转捩过程中,界面的法向高度和分形维数沿程增长。
关键词
边界层转捩
流动显示
有限时间李雅普诺夫指数
湍流/非湍流界面
Keywords
boundary layer transition
flow visualization
finite-time Lyapunov exponents
turbulent/non-turbulent interface
分类号
O357.4 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低雷诺数沟槽表面湍流/非湍流界面特性的实验研究
李思成
吴迪
崔光耀
王晋军
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
可压缩平板边界层流动的湍流/非湍流界面层空间分布的统计特性
黄智康
刘锋
张欣羡
周毅
《南京理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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下载PDF
职称材料
3
水下航行体边界层转捩流动结构实验研究
刘瑶瑶
潘翀
郭辉
刘建华
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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