湍流大气中相干光照明传象系统的信息量

大气湍流对光学传象系统成象质量的影响是人们当前十分感兴趣的课题。本文综合考虑大气湍流对传象系统所传图象的的信息自由度N_(dof)和图象信噪比(SNR)的影响,用象的光学信息量N=N_(dof)log_2(1+SNR)全面分析了湍流大气对系统成象质量的影响。处于湍流大气中的透镜系统的瞬时物0(ρ_1)与象1(ρ_2)的关系为     

近地面层湍流通量间接计算方法的比较

本文应用空气动力学方法和近地面层Ｍｏｎｉｎ－Ｏｂｕｋｈｏｖ稳定度参数ζ＝Ｚ／Ｌ相似方程的分析解，采用实梯度资料，代替数值迭代逼近法计算了感热和潜热通量，比较了目前空气动力学方法中广泛应用的Ｂｕｓｉｎｇｅｒ（１９７１）＾［１］，Ｄｙｅｒ（１９７０＾［２］和Ｐｒｕｉｔｔ（１９７３）＾［３］通量廓线关系通用函数在近地面层间接计算感热和潜热通量时的差别。另外，还分别与波文比方法的计算结果进行了比较。文中还     

有两种机制共存的耗散结构的极值条件

通过分析湍流管道流动中惯性和粘性的协调作用与气固流态化系统中颗粒运动与流体运动的协调作用之间的相似性,初步提出如下推论：由两种机制（如：湍流中的粘性和惯性;流态化中的颗粒运动和流体运动）共同支配的,系统的稳定性条件物理意义上可表达为这两种机制各自独立的极值趋势互为约束的条件极值。     

小特征比等温湍流矩形射流的试验研究

本文通过实验对小特征比(2,4,8)的矩形管道喷口射流作了研究;给出了热线风速仪的测量结果,即近场区的时均特性和湍流特性,包括轴心线上的时均速度衰减和湍流量的变化、射流横截面上的时均速度和湍流量的分布、射流半宽度特性及主副轴的转换特性.文中将所得结果与前人完成的大特征比矩形射流的实验结果做了对比,并进行了有益的讨论.     

湍流边界层内标度律的研究

利用高分辨率、高帧率PIV系统对湍流边界层中的脉动速度结构函数及标度律进行了实验研究.实验是在动量损失厚度雷诺数Reθ=3069下测量平板湍流边界层的二维瞬时速度场.首先,应用小波分析以及传统的统计学方法,对流向脉动速度增量和法向速度增量的概率密度函数进行研究,并和gauss正态分布进行比较,说明在湍流边界层中存在着数量众多的大幅值间歇性事件发生.然后,利用在动量损失厚度雷诺数Reθ=3069下测得的数据,对多种脉动结构的标度律进行了研究,结果表明流向脉动速度u′、法向脉动速度v′及脉动涡分量dv′/dx的统计结构量均存在明显的标度律,且标度指数与自相似律和SL标度律基本吻合,只是随尺度的不同而略有不同,且呈现一定的规律性.     

快速传热传质对Fe-Cu包晶合金凝固过程的作用机制

通过求解急冷熔体中的速度场和温度场, 分析了快速凝固过程中Fe-Cu包晶合金熔体的黏性流动及其组织形成规律, 并对理论结果进行了实验验证. 发现合金熔体在急冷快速凝固过程中, 沿液池的高度方向存在着较大的温度梯度, 而在与辊面相切的水平方向上液池温度变化不甚显著. 熔体自喷嘴喷出后, 在高度约180 μm处迅速改变流速的大小和方向: 水平流速迅速增大, 而高度方向的流速则急剧减小. 液池底部存在高度为160~240 μm的动量边界层和厚度为160~300 μm的热边界层, 边界层中的雷诺数Re在870~1070范围. 随着Re数的增大, 冷却速率呈线性增大, 热边界层厚度单调增加, 动量边界层厚度则呈现出非线性变化趋势. 当Re<1024时, 动量传输作用较强, 急冷液相的黏性流动比较显著, 分离液相易于形成纤维状凝固组织; 而当Re>1024时, 热量传输作用显著增强, 液相流动受到抑制, 容易获得均匀细小的等轴晶组织.     

Transitional phenomenon of particle dispersion in gas-solid two-phase flows

Without using any turbulent model, direct numerical simulation of a three-dimensional gas-solid two-phase turbulent jet was performed by finite volume method. The effects on dispersion of particles with different Stokes numbers by the transitional behavior of turbulent structures were investigated. To produce high-resolution results and reduce the computation and storage, the fractional-step projection algorithm was used to solve the governing equations of gas phase fluid. The low-storage, three-order Runge-Kutta scheme was used for time integration. The governing equations of particles were solved in the Lagrangian framework. These numerical schemes were validated by the good agreement be-tween the statistical results of flow field and the related experimental data. In the study of particle dis-persion, it was found that the effects on particle dispersion by the spanwise vortex structures were prominent. The new behaviors of particle dispersion were also observed during the evolution of the flow field, i.e. the transitional phenomenon of particle dispersion occurs for the particles with small and intermediate Stokes numbers.     

The experimental study of interaction between shock wave and turbulence

The interaction between shock wave and turbulence has been studied in supersonic turbulent mix layer wind tunnel. The interaction between oblique shock wave and turbulent boundary layer and the influence of large vortex in mix layer on oblique shock wave have been observed by NPLS technique. From NPLS image, not only complex flow structure is observed but also time-dependent supersonic flow visualization is realized. The mechanism of interaction between shock wave and turbulence is discussed based on high quality NPLS image.     

株洲体育场馆的计算流体动力学数值模拟

以株洲体育场馆为研究对象,进行了粘性流场的数值模拟,比较了屋盖升力系数和流场细节,将数值模拟结果和试验结果进行了分析,结果令人满意,特别是基于整个雨篷屋面的体形系数吻合的更好.本文还针对株洲体育中心复杂外形几何特点,构造了特定网格拓扑结构,使用分块结构化网格对该建筑进行数值模拟.模拟结果和试验数据以及涡方法的数值方法结果进行比较,结果表明可以解决具有复杂外形三维建筑物气动力学设计问题,具有较好的计算精度.