喷嘴长宽比和雷诺数对旋流冷却流动与传热特性的影响

针对叶片前缘冷却流动与传热问题,建立了合理的旋流腔冷却结构。通过求解三维稳态RANS方程和标准k-ω湍流模型,数值分析了喷嘴长宽比和雷诺数对旋流冷却流动和传热的影响。基于数值计算结果对无量纲传热系数Nu、喷嘴长宽比Car和雷诺数Re进行方程拟合,得到旋流冷却的传热关联式。结果表明:冷气从喷嘴进口切向射入旋流腔并形成高速旋流,显著增强换热;随着喷嘴长宽比从0.2增大到9,旋流外区面积、冷气速度和冷气湍流动能先减小后增大,冷气压力系数先增大后减小;在大喷嘴长宽比时,Nu沿旋流腔周向和轴向的分布较为均匀;随着雷诺数的增大,冷气在旋流腔中的流动结构不变,而冷气速度、湍流动能、压力系数和壁面Nu均显著增大;平均Nu随着雷诺数的增大而显著增大,随着喷嘴长宽比的增大先减小然后增大;传热关联式与数值计算结果的误差在10%以内,可以准确预测旋流冷却的换热系数。     

水在不同管径超疏水性微管内的流动特性

在改性有机硅稀溶液中加入2%全氟辛基氟硅烷以及添加剂配制成超疏水液,采用滴定法在内径分别为0.447、0.728和0.873 mm的3种微铜管内壁实现微米级超疏水性涂层涂覆,其水滴表观接触角超过150°。建立微管内流动特性实验系统对超疏水性处理的减阻规律进行了实验研究,分别测量了雷诺数为100~3 000时去离子水流过处理前后微铜管时的内部摩擦阻力系数f。研究发现,内壁面的超疏水性处理显著降低了微管内的流动阻力,且该影响随微管内径的增加而增大,实验范围内流动阻力系数最大降幅达29.08%。超疏水涂层使得微管内的流动转捩现象出现滞后,且转捩Re随微管管径增加而略有增大。     

水平旋转圆筒表面局部对流换热特性实验

以旋转圆筒型热工设备为研究对象,设计了大直径水平旋转圆筒实验装置.利用微型热电偶,测量了高格拉晓夫数(1×108)下圆筒表面各个方位角处空气热边界层的温度分布.实验结果表明:旋转对圆筒表面0°和180°处的局部对流传热系数的影响有明显差异;旋转使得圆筒表面温度和局部对流传热系数的分布不均匀,尤其当旋转雷诺数大于临界雷诺数时的影响尤为突出.确定了临界雷诺数的准则数关联式.     

自制液压泵站确保液压系统油冲洗的清洁度

本文主要介绍新型液压系统安装油冲洗工艺自制大流量冲洗泵站组的参数选择,保证液压管道安装油冲洗施工质量、提高冲洗效率,为后期液压系统的清洁度和正常运行做好基础。     

锥体下落过程的空气阻力

运用流体粘滞阻力公式,对Re＜1,103＜Re＜105等情况下自由落体的流体粘滞阻力作了推导;通过实验及数值模拟法研究了理想锥体不同锥角、不同母线的自由下落过程,实验结果与理论推导基本吻合,时间误差为0.04s.     

细长柔性波浪柱流致振动高保真数值模拟研究

波浪柱具有良好的减阻减振效果，在海洋工程和桥梁工程中应用广泛。为了研究低雷诺数均匀流下细长柔性波浪柱的流致振动特性，选取了3种不同波高的截面直径呈正弦变化的波浪柱，分别给予其驻波和行波的初始激励，对其动力特性和尾流特征进行分析，并与同等条件下的光滑直圆柱进行了对比。研究结果表明，柔性波浪柱在驻波和行波初始激励下的流致振动特性有很大差别：在驻波激励下，当波高≥0.2D时，波浪柱振动得到了很好的控制，这主要归功于波浪柱的特殊结构防止了剪切层与强度较高的涡结构发生掺混，增大了漩涡生成长度；而在行波初始激励下，波浪柱的控制效果有限，局部雷诺数主导了结构响应、尾流模式和展向变化特征。     

直接解N-S方程模拟高雷诺数过跌坎水流

首次在较粗网格下成功地由N-S方程直接数值求解了高雷诺数过跌坎水流.跌坎水流是典型的由大涡控制的紊流运动,作为一种近似可忽略小涡影响,网格尺度易满足描述大涡特征分辨率的要求,从而可在较粗网格实现直接数值求解N-S方程获得紊流流场.文中采用基于剖开算子法的欧拉-拉格朗日相结合的有限单元方法,对雷诺数Re=44000的二维跌坎水流进行了数值模拟.用16669个节点组成的三角形网格离散流场,在个人电脑上仅用150min即完成全部计算,不但给出了流场的时均特征,而且给出了它的紊动瞬时特征.数值试验表明,主要计算成果和试验甚吻合,由N-S方程直接数值求解工程中高雷诺数复杂紊流问题将成为现实.     

低雷诺数对某型涡扇发动机稳定性影响及扩稳调节规律分析研究

在高空、低速飞行时,雷诺数对发动机性能和稳定性有较大的影响.本文计算分析了飞行高度H=20 km、飞行速度Ma=0.7时,雷诺数对某型涡扇发动机性能和稳定性的影响,在此基础上,提出了为扩大发动机工作稳定性而应采取的调节规律.     

求解Burgers方程的高精度紧致Pade'逼近格式

对一维Burgers方程提出了精度为O(τ3+h4)的紧致Pade'逼近格式,首先利用Hopf-Cole变换,将一维Burgers方程转化为线性扩散方程,然后对空间变量四阶紧致格式进行离散,时间变量利用pade逼近格式得到求解Burgers方程的时间三阶空间四阶精度的隐式差分格式,并对稳定性进行分析,数值结果与Crank-Nicholson格式、Douglass格式和Haar wavelet格式进行比较,数值结果不同时刻和空间,不同雷诺数与准确值进行比较,发现所提格式很好的解决了Burgers方程的数值计算.     

雨滴下落的收尾速度

参考教材讲到，雨滴自高空自由下落，达到地面时速度可达每秒数百米，对人类十分危险，但实际上由于重力，空气的浮力和阻力的共同作用，才使得人们得以享受栉风沐雨，免遭伤害，本文就与此有关的收速度作些讨论。