蒋平
,
林川
,
郭印诚
,
张会强
,
王希麟
,
林文漪
工程热物理学报
对2:1的矩形喷口射流流动和燃烧过程进行了系列实验,展示了拟序结构的演化过程以及射流近场间歇产生的圆环内接矩形和触角形结构,这些结构的形成与大涡的演变存在密切相关;流动和燃烧的实验结果都表明副平面内的射流扩展角度大于主平面.副平面内大涡的运动会拉伸或压缩火焰锋面,并在局部区域形成火焰面的"孤岛"结构.
关键词:
矩形射流
,
拟序结构
,
流动显示
,
燃烧
刘奕
,
郭印诚
,
张会强
,
王希麟
,
林文漪
工程热物理学报
本文对甲烷-空气平面自由射流扩散火焰进行了大涡模拟,采用分步投影法求解动量方程,湍流亚格子项采用动态模式模拟,化学反应速率亚格子项采用动态相似模式模拟,压力泊松方程采用修正的循环消去法快速求解,空间方向采用二阶精度的差分格式,在时间方向上采用二阶精度的显式差分格式.模拟结果给出了湍流扩散火焰的瞬态发展变化过程,表明射流扩散火焰的发展过程存在着"湍流控制"和"化学反应控制"两个不同阶段."湍流控制"阶段仅存在于火焰发展初期的极短时间内.
关键词:
大涡模拟
,
平面射流
,
扩散火焰
,
拟序结构
卢浩
,
王兵
,
张会强
,
王希麟
工程热物理学报
采用氢气泡流动显示技术,研究了不同粒径粗糙元对壁湍流拟序结构的影响.实验中粗糙元布置在氢泡丝前,均匀排成一排,基于平均速度和水力直径的雷诺数从14300到48000变化,离散粗糙元直径分别为0.9、1.6、2.3、4、5和6mm,粗糙元间距为2 cm.实验发现;光滑壁面和粗糙元壁面近壁湍流条带数量和条带高度都随雷诺数增大而增加.相同雷诺数下,粗糙元壁面流动产生的条带数量和条带高度随粗糙元粒径增大而增加.粗糙元壁面湍流条带数量和条带高度均比光滑壁面大.该研究对壁湍流的流动控制工程应用具有参考价值.
关键词:
壁湍流
,
拟序结构
,
粗糙元
,
氢气泡流动显示技术
,
流动控制
罗坤
,
樊建人
,
岑可法
工程热物理学报
为考察转捩射流中拟序结构的空间演化过程及其对不同Stokes颗粒扩散的影响,采用有限容积方法和分步投影算法对三维气固两相射流进行了直接模拟.其中流体控制方程组的时间积分采用低存储三阶精度的Runge-Kutta格式;颗粒的跟踪在拉格朗日框架下进行.模拟结果发现,在流场拟序结构由大尺度转化为小尺度的过程中,中、小Stokes数的颗粒能自发地调整它们的扩散方式,分别由非均匀状态向均匀状态以及由均匀状态向非均匀状态转变.
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相转捩射流
,
拟序结构
,
颗粒扩散
林建忠
,
朱泽飞
,
沈利平
工程热物理学报
本文由计算和实验首次说明在边界层入口处施加扰动能减轻固粒对壁面的磨损, 而且加入扰动的强度越大, 磨损量越小。 该方法比壁面加肋条具有更好的抗磨效果, 且负面作用较小, 结论对工程应用有指导意义。
关键词:
气固两相流
,
边界层
,
磨损
,
拟序结构
卢浩
,
王兵
,
张会强
,
王希麟
工程热物理学报
采用氢气泡流动显示技术，研究了壁面不同排列粗糙元对近壁湍流拟序结构的影响。实验中基于平均速度和水力直径的雷诺数分别为14300、31200、48000。氢泡丝上游布置的离散粗糙元直径为2．3、4和6mm，得到了光滑壁面和5种不同排列方式的离散粗糙元壁面湍流条带和湍流斑块特征。结果发现：相同雷诺数和相同排列方式下条带间距随着粗糙元直径增大而减小，条带或湍流斑块高度随粗糙元直径的增大而增大。对于不同粗糙元排列方式，当展向间距为0、流向间距为粗糙元直径4倍时，条带消失，出现大量混乱的湍流斑块，且此时湍流斑块高度最大，表明此种排列方式对壁湍流拟序结构影响最大。布有粗糙元时条带间距均比光滑壁面小，条带或湍流斑块高度均比光滑壁面大。该研究对于壁湍流控制的工程应用具有指导意义。
关键词:
壁湍流
,
拟序结构
,
粗糙元
,
氢气泡流动显示技术
,
流动控制
向屏
,
郭印诚
工程热物理学报
本文采用大涡模拟的方法,对二维槽道湍流流动进行了数值模拟.采用Chorin的分步投影法求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡采用三种亚格子(SGS)模式分别模拟,给出了不同亚格子涡粘性模式下的模拟结果.对固壁面采用了壁函数.模拟结果再现了二维槽道流动拟序结构的发展演变过程.通过对不同入口速度下的瞬态流场的比较,揭示了入口速度分布对流场的影响.
关键词:
大涡模拟
,
槽道流动
,
拟序结构
,
数值模拟
郭富德
,
陈斌
,
王智伟
,
郭烈锦
,
张西民
工程热物理学报
混和层流动是多种流动的原型流场,一直受到众多研究者的重视,对气液两相混合层流动进行研究有助于研究离散相气泡与流场中的大尺度拟序涡结构之间的相互作用机理.本文对竖直方形通道内主流雷诺数1819条件下的单相和气液两相平板混和层流动进行可视化研究,分析了单相混和层流动中不同形式的涡的合并过程,并与同样条件下的泡状流混和层的发展过程进行了对比,得到了气泡对涡合并的影响规律.
关键词:
混和层
,
泡状流
,
拟序结构
,
可视化
卢浩
,
张会强
,
王兵
,
杨帆
,
王希麟
工程热物理学报
采用大涡模拟和浸没边界法相结合对不同高度和不同间距横向粗糙元壁面槽道湍流进行了模拟,得到了光滑壁面和粗糙壁面湍流的流向平均速度分布,雷诺剪切应力,脉动速度均方根和近壁区拟序结构。结果发现横向粗糙元降低了流向平均速度,增大了流动阻力,粗糙壁面湍流的雷诺剪切应力大于光滑壁面。粗糙元降低了流向脉动速度,增强了展向和法向脉动速度。粗糙元高度越高,对湍流流动影响越大,而粗糙元间距对湍流统计特性的影响不大。粗糙壁面仍然存在着和光滑壁面类似的条带结构。
关键词:
大涡模拟
,
浸没边界法
,
粗糙壁面湍流
,
拟序结构
林建忠
,
林江
,
朱丽兵
工程热物理学报
由三维离散涡丝方法对气固轴对称射流场数值模拟的结果表明,当固粒St数<1时,固粒明显受到流场运动的影响;St=1时,固粒均匀分布在涡结构周围;当St>1时,固粒受流场影响较弱.对涡环沿周向施以五个波长扰动时,固粒扩散范围较宽.
关键词:
气固两相轴对称射流
,
拟序结构
,
数值模拟
,
固粒扩散
