科特(Couette)数Pr=1的环隙科特紊流

本文论述了科特数Pr=1的这种流动的研究成果。实验是在剪切流已充分发展,泰勒涡充分抑制的始发条件下在η=R_2/R_1=1.022的设备中进行的。第1次取得了覆盖整个不可压缩流范围(V_0=4.96～80m/s)的这种流动的定常的二维流场数据。实验证明:贴近动壁存在一厚度为δ/h=10/Re c_(f1)~(1/2),流速为1-μδ/V_0=(Reδ)~(1/2)·(c_(f1)~(1/2)=10 (c_(f1))~(1/2)的线性层,文中还提出了动壁面的阻力系数为c_(f1)=0.01/Re~(0.15)与断面平均流速公式v/V_0=0.89/Re~(0.214),以及经过修正后的对数圆周切线速度模型u/V_(max)=■/V_0In(h-αδ)/(y-αδ)。这个模型能准确地通过线性层端点(δ/h,uδ/V_0),平均流速点(y/h=0.368,■/V_0)与最大流速点(y/h=1,V_(max)/V_0=1)的坐标。     

有压环隙科特(Couette)流的实验研究

本文公布了有压环隙科特流的21组实验曲线,这些曲线是在剪切流已充分发展而泰勒涡尚未生成的条件下测得的。由于采用了二维多普勒激光测速仪以及新发展的三光束光路,取得了十分贴近动壁、并覆盖整个测量截面的较完整的二维速度的信息。这些资料的公布,无疑对发展有压环隙科特流的实验与理论研究工作将起到重要的作用。     

同心环隙有压科特流层流解析解及实验验证

本文对同心环隙有压科特流层流提出了一维流动的动量矩微分方程,并根据广义牛顿内摩擦力定律,求得了圆周切应力τ与圆周切线速度 u 的解析解.对流场中的零切应力环面,流速极环面和流速拐环面的存在条件进行了讨论.证明了流速极环面并不与零切应力环面重合.对所提出的上述理论进行了实验印证.实验表明用一维理论来描述这种运动是简单可行的.本文把层流的无压环隙科特流与有压槽道流作为两个特例概括在所提出的理论之中.     

同心环隙有压科特(Couette)流总论

本文利用恒定流动量矩定律以及科特流与槽道流的动力相似性,对外环固定,内环以恒速旋转且压力梯度 p/ θ为正的同心环隙科特流导出了两环面切应力、流速极坏面或流速拐环面及其坐标的方程。这些方程是由2个无因次参变量c_(f1)/c_(f2)·1/η~2,Pr= p/ θ·(η~2-1)/2c_(f1)ρV_0~2所构成的显函数方程组。本文明确地提出了科特数Pr作为环隙科特流的判据与准则的概念,根据它的值,可以把这种流动划分为以下4类: Pr=0 无压( p/ θ=0)环隙科特流。 Pr=1 类似半槽道流的有压环隙科特流,此时静环面切应力为零,流速分布曲线垂直于静环面。 Pr≥1 第1类有压环隙科特流,流扬中存在零切应力环与流速极环面。 0≤Pr≤1 第2类有压环隙科特流,流场中一般地存在流速拐环面。上述分类也把无压平面科特流,有压平面科特流以及槽道流作为特例包括在它的范畴之中。     

环隙科特层流润滑理论

根据环隙科特流理论导出了滑动轴承偏心环隙的单位宽循环流量公式 .在以空气为介质的实验中 ,证实了Sommerfeld边界条件 ,即在最大间隙和最小间隙处的压强等于环境压强 .并分别对无限长轴承与有限长轴承建立了断面流量与坐标之间的关系 ,揭示出了这种偏心轴承可能产生的极限承载能力和最小承载能力 .并第一次提出了在最大压强、最小压强处的坐标和通过该断面的流量与相对偏心量有函数关系的观点 ,以及有限长轴承中界面上的压强分布与无限长轴承压强分布成比例 .     

科特(Couette)数Pr≥1的环隙科特紊流

本文在实验的基础上提出了同心环隙逆压梯度作用下的紊流科特流的分析方法,其科特数范围为Pr≥1。对极点速度和极点坐标、壁面切应力和速度分布进行了深入的讨论。在雷诺数Re≤5.8×10~4、半径比η=1.022的条件下,理论计算与实验结果符合得很好。     

环形槽道科特(Couette)紊流的第1类科特流

本文提出了一种新的理论及计算方法,它适用于科特数|P|≥1的环形槽道中的平行科特紊流。理论计算已与由H.G.Polderman完成的实验结果进行了比较,两者在速度值和壁面摩擦系数上均符合得很好。     

环形槽道科特(Couette)紊流的第2类科特流

本文提出了一种新的理论及计算方法,它适用于科特数|P|相似文献   

自由射流出口临界雷诺数的确定

将圆形自由射流按重力相似准则设计成6个系列模型,利用PIV测速系统,对射流模型相应不同出口雷诺数的流场、浓度场形态分布特征进行了试验研究,分析了射流流场及涡量场、轴线时均流速、断面流速分布、射流起始段长度等,得出圆形自由射流出口临界雷诺数Rek≥2 000,以及雷诺数Re<2 000时射流起始段长度L0与出口雷诺数Re的关系为L0=kRe-0.57d0.     

旋转同心圆筒间Couette-Taylor流动的数值模拟

通过求解三维不可压缩流Navier Stokes方程 ,数值模拟了旋转同心圆筒间的Couette Taylor流动问题 .计算预测了流动失稳的临界Reynolds (Rec)数及相应的空间失稳波长 ,与已有的实验结果相符很好 .同时 ,还计算显示了复杂的流场结构 ,结果表明 ,当Re小于Rec 时 ,流场为二维结构 ;当Re数增大到Rec数之后 ,流场发展成三维定常流动结构 ;当Re数进一步增大 ,流场演化为三维非定常流动结构     

旋流场内液滴破碎与临界入口雷诺数的确定

通过对液滴所受剪切应力的分析,发现临界入口雷诺数与旋流器的结构尺寸D、Di及物性参数(包括液滴的表面张力、介质的粘度和密度)等有关.推导出液滴破碎的临界入口雷诺数的计算公式,为液液旋流器在工程实践中的高效操作提供了理论依据.     

湍流泰勒涡流特性的数值模拟

利用数值解截断误差所形成的小扰动在雷诺应力方程(RSM)的数值迭代过程中的发展,求解具有内筒旋转和固定端面的同轴圆筒环隙间的湍流泰勒涡流;然后在数值模拟出湍流泰勒涡流的基础上,定量分析湍流泰勒涡流的周向速度的波动性及其壁面附近的速度陡降特性、沿半径向外的强射流特性、轴向速度周期分布特性、压力周期波动特性、壁面切应力极化特性和强湍动射流特性;对比前人对湍流泰勒涡流进行实测的结果,数值模拟湍流泰勒的流动特性误差在30%以内。     

纳米尺度并列双圆柱绕流的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法，对纳米尺度下的等大并列双圆柱绕流问题进行了数值研究．模拟结果表明：在低雷诺数（Re=22）、纳米尺度下，同样存在由于L^＊／D^＊（L^＊为两圆柱轴线之间的距离，D^＊为圆柱的直径）值的变化，导致流场内呈现出单涡脱落、双稳态以及双涡对称同步脱落的不同流动状态，这与宏观尺度下的研究结论相一致．然而，各种流动状态所对应的L^＊／D^＊范围却与宏观尺度下的数值和实验研究结果不一致．单涡脱落区域为L^＊／D^＊〈1．1，双稳态现象出现的区域为1．1％L^＊／D^＊〈1．8，且由于间隙流的影响，当L^＊／D^＊一1．2时，就已出现了典型的双稳态现象，双涡对称同步脱落区域为L^＊／D^＊〉1．8．微观尺度下的3种不同特性的流动状态均比宏观研究结果提前，表明流动状态的变化具有明显的尺度特征．     

临界Re数排球绕流分离的特性

在风洞中对真实排球进行了临界Re数分离特性的实验,应用热膜技术测定了排球表面平均剪切应力(?)_w和平均分离位置,应用天平测量了排球上的空气动力。结果表明,在临界Re数范围,无旋转飞行的排球上的分离是不稳定的,从而可以产生与平均阻力同量阶的阻力变动与法向力变动,这是不旋转排球在临界Re数范围可以发生飘球现象的根本原因。     

高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟

使用表面涡法研究高雷诺数下不同排列方式双圆柱绕流的流动状态．计算了双圆柱在并列、级列的情况下的各种流动结构,涡街的变化及作用在圆柱上的受力情况．计算结果清楚地描述了双圆柱绕流复杂的流动状况,与实验显示的流动状况十分相似,斯特罗哈数与阻力系数均与实验结果相符．