紊动射流的近区初始稀释

本文研究运动淡水水体中紊动射流的近区掺混规律.应用紊动射流特征长度比尺法给出了射流中心线轨迹及初始稀释度模型.通过底部潜没扩散器排放与岸边单孔排放水槽试验,建立了扩散器工程参数:出口流速、孔数、扩散器长度、孔径等与污水带轨迹及初始稀释度之间的关系.以实例介绍了成果的工程应用.从稀释扩散能力看,底部潜没排放方式明显优于岸边排放方式.结果表明:长度比尺法物理概念明确、计算简单、应用方便,特别适合于扩散器工程的规划和初步设计.     

圆形紊动射流的分维测量和分析

将分维测量和数学图象处理技术结合起来，发现常用的“数盒子”法在测量分维时所获结果偏小，提出了修正“数盒子”法并用于测量圆形紊动射流的分维，研究表明：（１）紊动射流的分维尺度的上、下临界约为积分尺度和耗散长度尺度；（２）紊动射流的分维可以反映流动的分区特性。分维Ｄ湍程增加，在Ｘ／ｄ０≈６附近存在一个“跳跃”。     

2种角度横向紊动射流的实验分析

对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同工况下的射流轴线轨迹.结果表明:射流入射角与速度比对流场影响很大;射流对横向主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主气流平行的区域内,当射流垂直入射时,射流背风侧存在流动分离现象,当射流倾斜入射时,分离现象基本消失;当R值增大时,射流轨迹起始段的长度增加,对主流场影响的范围增大,射流入射方向与主气流之间的角度值减小,射流轨迹的垂直高度降低,射流对主流场影响的区域减小.     

二维孔口紊动射流流场特性的实验研究

对一定水深下的孔口射流流场进行了一系列测试，研究了轴对称流动下轴心流速衰减和横断面上流速分布等特性，并总结归纳出其变化规律。     

复式断面横流紊动水平射流特性试验

为了揭示复式断面横流环境中三维圆形水平射流的特性,运用Micro ADV测速系统对射流流速比为12的横流紊动射流进行了实验研究,给出了射流典型横断面二次流速度的矢量图和主流速等值线图.实测速度场资料分析表明:在射流出口附近射流表现出强烈掺混和卷吸现象,主槽和边滩的衔接段存在着较强的二次流,同时射流与来流的相互作用表现出明显的分叉现象,其分叉半角为7.6°;复式断面产生的二次流有助于加速射流的分叉.实测的流动典型横断面紊动强度分布和湍动能等值线表明,射流在其核心区具有强烈紊动,且在整个流场中是各向异性的.最后给出了射流出口高度水平面的时均流速分布图.     

气体普朗特数变化规律的初步研究

反映流体中能量和动量迁移过程相互影响的无因次组合数－普朗特数,在热力计算中具有重要的作用,作者从分子运动理论角度出发,对普朗特数进行了分析,通过氩,氮和水蒸气３种常见物质的普朗特数的变化情况,对普朗特数的一些基本变化规律进行了初步研究,并提出了适用于这３种物质的普朗特数变化规律的经验公式。     

紊动射流对叶栅内气相流场的影响

从空气动力学的角度提出了“气垫防磨”理论，并以气垫叶栅作为研究对象，在不同的主流与射流速度比、不同的缝隙数和缝隙宽度等条件下，利用IFA300型热膜风速仪系统对叶片表面附近的流场进行了测量，得出了各工况下的气垫厚度，结果表明，增加射流速度、缝隙宽度和缝隙数量，气垫厚度也相应增加，并且气垫的厚度主要由叶片前半部分的射流决定，在理论上论证了垫防磨的可行性。     

用标准k-ε模型求解二维紊动淹没射流

本文认完整的纳维埃—斯托克斯方程出发,分别采用紊动粘性系数为常数的紊流模型相标准k-ε紊流模型,求解船闸中的二维紊动淹没射流。计算结果与实测结果值的比较表明,标准k-ε模型远优于常数模型,它能准确地预测紊动淹没射流涡旋区的非边界层型的复杂流态及紊动动能的分布。     

房间气流测试仪表紊动特性的研究

随着空气调节技术的发展,人们对房间气流特性的研究越来越深入,这就要求对低速紊动的房间气流进行足够精确和可靠的测量,以探索房间气流的紊动结构同人们的热舒适感、工作效率、身体健康和能量节约之间的关系,本文详细介绍了一个对热风速仪测头进行紊动误差校正的装置和校正方法,进而找出一个定型测头在测量空气调节房间气流速度时所需要的紊动误差校正曲线。     

潮流数值模拟中紊动粘性系数的研究

从流体运动基本方程出发，对Boussinesq假设的合理性进行了初步探讨，阐述了紊动粘性系数的物理含义及其在数值计算中所起的作用，就一内设正交丁坝的半封闭海域中的平面紊动粘性系数对二维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，平面紊动粘性系数对潮位和平均流速的影响较小；随着紊动粘性系数的增加，丁坝背流侧回波的强度和影响范围均明显增大，就风生流和环岛水流两个理论算例中的垂向紊动粘性系数对三维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，垂向紊动粘性系数越大，流速分层越不明显，流速的绝对值也越小；垂向紊动粘性系数的梯度变化则对水平流速的垂向分布起着决定性的作用。综合理论分析和数值试验的成果，垂向紊动粘性系数宜采用抛物线分布的结构型式。     

横流中三维圆形垂直浮力射流特性数值分析

采用κ-ε双方程模型，结合混合有限分析方法对横流中三维圆形垂直热水浮力射流进行了数值模拟．计算所得的温升分布与试验值较为吻合．对射流的流动结构、分叉现象、射流轨迹线等进行了预报，得出了基于速度场和温度场的射流轨迹线不同，横断面上的两个高温区的夹角范围与空气中所得结论一致，影响射流的主要因素是射流对来流的流速比等结论，从而证明了运用该数学模型对横流中三维圆形垂直热水浮力射流进行数值研究的有效性．     

若干湍流间歇性的射流火焰熄火机理研究

利用数字图像技术和激光层析技术,提出了利用大尺度涡团结构和湍流间歇性来揭示火焰脱火和熄灭现象的新思路,通过对射流浓度场的空间相关性分析发现,在射流内部存在着大惊讶浓度涡团,这些涡团结构在不同的射流高度上的分布和尺度均有自相似性,建立了等温射流混合的简化模型,利用标量浓度场和涡旋动量场来描述由大尺度涡团的运动所造成的射流边界的间歇性,利用这一模型对射流边界的卷吸、燃料与氧化剂的混合,以及这种作用对扩散火焰点火条件的影响进行了解释,对模型与试验中获得的临界熄火现象进行了对比,结果令人满意。     

静水中正方形孔口浮力射流特性的研究

建立了静止环境中正方形孔口浮力射流的三维湍流模型，考虑浮力对射流的影响，采用混合有限分析数值格式来离散求解数学模型，给出了其数值模拟结果．为验证该数学模型和计算方法以及所得到的数值结果的正确性，对静止半无限环境中的正方形孔口的浮射流进行了试验，测量得到了各工况下轴线上的温度，试验资料与数值模拟结果的良好吻合表明该数学模型和计算方法能有效的模拟该类流动．将试验结果与已有的圆孔浮射流的轴线浓度比较发现两符合良好．同时在离射流孔口一小段距离后，数值模拟得到的不同高度位置处的温度和纵向流速等值线分布形态与圆孔浮射流的分布形态完全一致，并验证了温度和流速自相似区域的存在．     

湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比,验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算,并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明,流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响,这表现在即使颗粒粒径很小时,颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下,粒径小于200μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.     

低雷诺数风流中瓦斯上浮机理及其实验研究

依据流体动力学理论分析了低雷诺数风流中瓦斯上浮现象的特性和机理，实验研究，得出在低雷诺数风流中集中涌出瓦斯的上浮运动和浓度分布，瓦斯在风流中有向前和向上两这移过程，向前运移与风流携带引起的对流扩散，而向上运移是体积力引起的浮升运动。     

Coherent Structure Visualization of Round Turbulent Jet

ＣｏｈｅｒｅｎｔＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＲｏｕｎｄＴｕｒｂｕｌｅｎｔＪｅｔ＊ＷａｎｇＸｉｌｉｎ（王希麟），ＧｕＨｏｎｇｘｉａ（古红霞），ＬｉｎＷｅｎｙｉ（林文漪）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ...     

自由振动圆柱绕流近尾迹湍流普朗特数

对自由振动圆柱后尾迹中的湍流普朗特数进行了实验研究 ,并与刚性柱体尾迹的结果作了比较 .加热圆柱后的流场温度比环境温度高 1℃左右 ,对流场影响很小 .用自制的X热线和一根冷线相结合的三线探头测量速度和温度的脉动 ,并用激光测振仪测量了该柱体的振动情况 .结果表明 ,在自由振动后的尾迹中 ,湍流脉动引起的能量输运能力比动量输运能力强 ,湍流的梯度输运假设与实验结果符合较好     

基于LabVIEW虚拟仪器技术的湍流等离子体束热效率

为明确不同参数下等离子体发生器的热效率,并精准掌握等离子体束的实时能量,进而将等离子体技术应用于氮化铝粉体等材料制备领域,基于自行研制的两路进气式湍流等离子体发生器,利用虚拟仪器技术以实验方式实现对湍流等离子体束热效率在不同工作参数组合下的实时在线监测,并分析了其热效率特性。实验结果表明：热效率在保护气不变的情况下随主气的增大从51%增加到67%,而在主气不变的情况下,保护气的增大会使热效率呈现先增加后降低的现象。在其他工作参数相同的条件下,70 A电流下的热效率比100 A电流下的热效率高4%左右。     

非等温湍流射流中脉动量的耗散规律

本文利用具有高频响应的恒温热线和恒流冷线的组合探头对非等温湍流圆形射流中的湍流脉动动能和脉动温度的耗散率(ε,ε_θ)及其分布规律进行了测量.结果证实了由满足自模条件导出的Taylor微尺度和湍动能耗散率在射流中心线上的变化关系是成立的.推导了中心线上湍流温度耗散率的表达式并得到了较好的结果.     

自由湍流射流热流量的测定

本文给出一种在用单热线和热偶测量流场有关参数的基础上利用湍流经典理论计算流场热流量分布的方法,并在对自由湍流射流实际测量与计算后与理论结果进行了比较,表明了该方法的准确性与可行性.