湍流相干结构与壁压强脉动关联的小波分析

在风洞中同时测量平板湍流边界层的速度和壁面脉动压强，用小波分析法结合能量最大判别准则确定湍流边界层相干结构的时间尺度和壁压强脉动的时间尺度之间的关系．结果表明：压强脉动信号的小波能谱最大值对应的时间尺度与湍流边界层相干结构的特征尺度接近，可以利用壁面压强脉动信号的分析结果间接反映经过边界层的相干结构的时间特征．本研究选择复数Morlet小波作为小波母函数，有较好的分辨率．     

脉动流速的分解和脉动应力探讨

本文用运动学观点,根据紊流的脉动性质,导出脉动流速的分解方程.此方程将脉动流速分解为三个组成部分,并且据此导出脉动应力分解方程.通过对脉动应力性质的分析,提出一些设想,于是将脉动应力的分解方程简化为三个组成部分,是推广Boussinesq J假设的合理修正和发展,可以用来作为求解紊流问题的基础.     

窄条控制件对流向振荡柱体尾流旋涡脱落的抑制

在流向振荡圆柱体尾流中施加一个静止的窄条控制件,对尾流涡脱落及作用于柱体的平均和脉动力进行抑制.未加控制情况下,存在非锁频和3种锁频状态的涡脱落模式.流动显示及尾流脉动速度谱和脉动升力谱的分析表明,当控制件位于有效控制区域时,可抑制非锁频和2种锁频状态下的旋涡脱落,并且使脉动升力和平均阻力有明显减少.本文研究了柱体的振频、雷诺数,窄条宽度及阻塞度对有效区的影响并探讨了控制机理.     

丁坝绕流机理及其下游流场的研究

本文分析了丁坝绕流机理,建立了二维流动模式.前人的研究及作者的试验资料均表明,丁坝下游流速分布呈自相似性.根据相似原理,Reynolds方程可转化为常微分方程,求解常微分方程得到二维湍流时均流场的相似解.宽浅明槽中的试验表明,该相似解所得结果与实测值比较吻合.此外,本文还对紊动粘性系数沿水流方向的变化作了简要探讨.     

浮升力在竖直通道湍流中的作用

采用直接数值模拟方法研究了在不同湍流引发机制作用下竖直槽道湍流中统计量的变化以及湍流结构的变化,分别给出了强迫对流、混合对流和自然对流湍流时平均速度、平均温度、湍流脉动强度、雷诺切应力的统计结果以及湍流结构.结果表明:与强迫对流时相比,混合对流时浮升力作用使高温侧的平均速度升高,速度脉动强度降低,而低温侧的平均速度降低,速度脉动强度升高;浮升力使温度脉动强度在壁面附近区域显著增强,而在通道中心区域变弱.与强迫对流和混合对流的情况相比,自然对流的平均速度分布关于通道中心线反对称,通道中间区域的速度脉动强度最大,温度脉动强度则最小;雷诺应力最大值出现在通道中心区域,而负的雷诺应力产生在壁面附近.     

超细旋液粉碎器工作腔内流动分析

采用激光多普勒测速仪，对超细旋液粉碎器工作腔内流场进行测量和研究，得到了平均速度及脉动速度分布，流型，剪切速率及雷诺应力等流动参数；揭示了其流动基本特征和变化的基本规律；阐明了超细旋液粉碎器破碎粒子的主要机理，为深一步探讨超细旋液粉碎器提供依据。     

多重尺度下N-S方程的分解

将多重尺度法的导数展开法引入Ｎ－Ｓ方程的尺度离散,对各阶近似中变量采用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ分解,并根据多重尺度的可解性条件,得到不同尺度的潮流、波浪方程用数学方法解释了潮流波浪的相互作用和影响,并与Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程进行了比较     

关于多场耦合问题的几个概念探讨

从湍流脉动的高阶关联项以及湍流的雷诺方程出发,指出了动量场、能量场、质量场等相互耦合现象可以湍流脉动关联项和时均项中同时存在,并提高了脉动合和时间均耦合的概念,指出了在引入湍流模型即对雷诺时均方程使用湍流统计矩方程进行了封闭后,动量,能量及质量之间的耦合现象可由时均耦合来描述。介绍了多相耦合的概念及求解耦合问题的基本思路和方法。     

表面粗糙度对双曲冷却塔风压分布的影响

对不同粗糙条参数组合下冷却塔风压分布进行测试,分析粗糙度对平均风压和脉动风压的影响.研究结果表明:粗糙条宽度b对风压分布影响较小,而粗糙条高度k和数量n影响较大;粗糙度系数k/s能较准确描述粗糙度大小,当k/s一致时,不同粗糙条数量n与高度k组合下的平均风压基本一致,但高度大的脉动风压小;粗糙度对正压分布和背压大小影响较小,而最小负压系数幅值、脉动风压系数峰值随粗糙度的增大而减小,背压稳定区宽度则略有扩大;尽管通过增大模型表面粗糙度能有效地在较低雷诺数条件下实现高雷诺数下的平均风压分布,但脉动风压模拟的准确性需要通过大型冷却塔风压实测进行验证.     

Theoretical model of particle orientation distribution function in a cylindrical particle suspension subject to turbulent shear flow

The equation for the orientation probability function of slender cylindrical particles suspended in planar turbulent flows was investigated. After ensemble averaging, the equations for the mean and fluctuating probability function were derived. The equation for the fluctuating probability function appearing in the equation of mean probability function was solved by using the method of characteristics analysis. The orientational dispersion terms due to the random motion of cylindrical particles in the equation of mean probability function are related to the mean probability function and the Lagrangian fluid velocity correlations. The evolution of the mean probability function was described by a modified orientation?space?convection equation, where the dispersion terms account for the randomizing effect of the turbulence.