期刊文献+
共找到38篇文章
< 1 2 >
每页显示 20 50 100
湍流边界层拟序结构的实验研究 被引量:27
1
作者 连祺祥 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期373-388,共16页
20世纪60年代后,先后从流动显示发现了快慢斑、猝发、上升流、下扫流和多种涡结构等湍流边界层的拟序结构.它们对湍流边界层的摩阻、传热传质和湍动能的产生等特性有重要影响.涡结构是上述拟序结构的核心,它影响其它拟序结构的发展和... 20世纪60年代后,先后从流动显示发现了快慢斑、猝发、上升流、下扫流和多种涡结构等湍流边界层的拟序结构.它们对湍流边界层的摩阻、传热传质和湍动能的产生等特性有重要影响.涡结构是上述拟序结构的核心,它影响其它拟序结构的发展和演变.发卡涡通常被认为是基本涡结构.发卡涡等涡结构的再生,是湍流边界层拟序结构能够自持续的必要的因素.壁面低速流上升产生猝发,是湍流边界层湍能的主要来源;条件采样是测量猝发频率和其它拟序结构出现频率的重要手段.流动显示对湍流边界层拟序结构作了大量定性观察,有许多减阻和增加传热率等应用性研究在此基础上发展起来.80年代后,出现了测量湍流边界层的瞬时流速矢量场的多热线法和PIV技术,三维PIV技术可望将来为湍流边界层的实验研究带来重大进展.本文评述了流动显示法、多热线法和PIV技术的优点和不足之处,以及它们在对湍流边界层拟序结构的研究中的贡献. 展开更多
关键词 湍流边界层 拟序结构 发卡涡 涡结构 猝发
下载PDF
Tomographic PIV investigation of coherent structures in a turbulent boundary layer flow 被引量:15
2
作者 Zhan-Qi Tang Nan Jiang +1 位作者 Andreas Schroder Reinhard Geisler 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第3期572-582,共11页
Tomographic particle image velocimetry was used to quantitatively visualize the three-dimensional co- herent structures in the logarithmic region of the turbulent boundary layer in a water tunnel. The Reynolds number ... Tomographic particle image velocimetry was used to quantitatively visualize the three-dimensional co- herent structures in the logarithmic region of the turbulent boundary layer in a water tunnel. The Reynolds number based on momentum thickness is Reo = 2 460. The in- stantaneous velocity fields give evidence of hairpin vortices aligned in the streamwise direction forming very long zones of low speed fluid, which is flanked on either side by high- speed ones. Statistical support for the existence of hairpins is given by conditional averaged eddy within an increasing spanwise width as the distance from the wall increases, and the main vortex characteristic in different wall-normal re- gions can be reflected by comparing the proportion of ejec- tion and its contribution to Reynolds stress with that of sweep event. The pre-multiplied power spectra and two-point cor- relations indicate the presence of large-scale motions in the boundary layer, which are consistent with what have been termed very large scale motions (VLSMs). The three dimen-sional spatial correlations of three components of veloc- ity further indicate that the elongated low-speed and high- speed regions will be accompanied by a counter-rotating roll modes, as the statistical imprint of hairpin packet structures, all of which together make up the characteristic of coherent structures in the logarithmic region of the turbulent boundary layer (TBL). 展开更多
关键词 Tomographic particle image velocimetry Tur-bulent boundary layer Coherent structures hairpin vortex Very large scale motion
下载PDF
Identification of Lagrangian coherent structures in the turbulent boundary layer 被引量:15
3
作者 PAN Chong WANG JinJun ZHANG Cao 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2009年第2期248-257,共10页
Using Finite-Time Lyapunov Exponents (FTLE) method, Lagrangian coherent structures (LCSs) in a fully developed flat-plate turbulent boundary layer are successfully identified from a two-dimensional (2D) velocity field... Using Finite-Time Lyapunov Exponents (FTLE) method, Lagrangian coherent structures (LCSs) in a fully developed flat-plate turbulent boundary layer are successfully identified from a two-dimensional (2D) velocity field obtained by time-resolved 2D PIV measurement. The typical LCSs in the turbulent boundary layer are hairpin-like structures, which are characterized as legs of quasi-streamwise vor- tices extending deep into the near wall region with an inclination angle θ to the wall, and heads of the transverse vortex tube located in the outer region. Statistical analysis on the characteristic shape of typical LCS reveals that the probability density distribution of θ accords well with t-distribution in the near wall region, but presents a bimodal distribution with two peaks in the outer region, corresponding to the hairpin head and the hairpin neck, respectively. Spatial correlation analysis of FTLE field is im- plemented to get the ensemble-averaged inclination angle θ R of typical LCS. θ R first increases and then decreases along the wall-normal direction, similar to that of the mean value of θ. Moreover, the most probable value of θ saturates at y+=100 with the maximum value of about 24°, suggesting that the most likely position where hairpins transit from the neck to the head is located around y+=100. The ensem- ble-averaged convection velocity Uc of typical LCS is finally calculated from temporal-spatial correla- tion analysis of FTLE field. It is found that the wall-normal profile of the convection velocity Uc(y) ac- cords well with the local mean velocity profile U(y) beyond the buffer layer, evidencing that the down- stream convection of hairpins determines the transportation properties of the turbulent boundary layer in the log-region and beyond. 展开更多
关键词 turbulent boundary layer coherent structures vortex identification scheme finite-time Lyapunov exponents hairpin-like
原文传递
沟槽对湍流边界层中展向涡影响的实验研究 被引量:9
4
作者 王鑫 李山 +1 位作者 唐湛棋 姜楠 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期55-63,共9页
壁湍流中的相干结构与壁面的高摩擦阻力密切相关,研究壁面纵向微小沟槽对展向涡的影响规律,有助于深入认识沟槽壁面的减阻机理。在自由来流速度控制在0.18m/s的水槽中(Reτ=190),采用高时间分辨率粒子图像测速技术,测量光滑平板和沟槽板... 壁湍流中的相干结构与壁面的高摩擦阻力密切相关,研究壁面纵向微小沟槽对展向涡的影响规律,有助于深入认识沟槽壁面的减阻机理。在自由来流速度控制在0.18m/s的水槽中(Reτ=190),采用高时间分辨率粒子图像测速技术,测量光滑平板和沟槽板(s+=2h+=16.3)湍流边界层,分别获得了15998个瞬时速度矢量场。使用λci识别展向涡,比较了2种壁面流动中不同法向位置处展向涡的数量、平均强度、平均尺度及各尺度展向涡所占的数量比例。结果表明:沟槽使近壁区顺向涡的数量减小,逆向涡的数量增大,并削弱了展向涡的强度;沟槽使近壁区小尺度顺向涡和中尺度逆向涡的比例增加,中尺度顺向涡和大尺度逆向涡的比例减小,使得近壁区顺向涡的尺度差异变小,对近壁区逆向涡的尺度差异几乎无影响;沟槽减小了对数律区小尺度顺向涡的数量比例,并增大了大尺度顺向涡的数量比例,对数律区逆向涡数量比例的变化规律和顺向涡正好相反。 展开更多
关键词 沟槽 湍流边界层 发卡涡 展向涡 顺向涡 逆向涡
下载PDF
湍流边界层中下扫流与“反发卡涡” 被引量:9
5
作者 连祺祥 郭辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期2226-2232,共7页
用氢气泡法观测湍流边界层的下扫流和有关的流动结构 .实验中发现一种新型涡结构 ,它的特征与典型的发卡涡正好相反 .发卡涡的头部指向下游 ,而它的头部指向上游 ;发卡涡的两腿之间 ,由于涡的诱导产生上升流 ,而它则在其两腿之间 ,由于... 用氢气泡法观测湍流边界层的下扫流和有关的流动结构 .实验中发现一种新型涡结构 ,它的特征与典型的发卡涡正好相反 .发卡涡的头部指向下游 ,而它的头部指向上游 ;发卡涡的两腿之间 ,由于涡的诱导产生上升流 ,而它则在其两腿之间 ,由于涡的诱导产生下扫流 . 展开更多
关键词 湍流边界层 流动显示 流动结构 发卡涡 氢气泡法 流体力学
原文传递
内插梯形扰流片的矩形通道内涡流和传热特性 被引量:7
6
作者 唐新宜 朱冬生 陈宏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期71-83,共13页
利用Realizable k-ε湍流模型对带缺口的梯形扰流片进行流动和传热特性的数值模拟,研究了梯形扰流片的缺口位置及流动方式对矩形通道内流场以及传热的影响,同时通过对涡量、流线、流速分布、压力变化、湍流强度等的分析,揭示了扰流片强... 利用Realizable k-ε湍流模型对带缺口的梯形扰流片进行流动和传热特性的数值模拟,研究了梯形扰流片的缺口位置及流动方式对矩形通道内流场以及传热的影响,同时通过对涡量、流线、流速分布、压力变化、湍流强度等的分析,揭示了扰流片强化传热的机理。结果表明,逆流时Nusselt数比顺流时提高了21.7%,同时摩擦因子也提高了25%。顺流时内侧缺口绕流片提高了传热系数的同时也增加了摩擦阻力,而外侧缺口的绕流片降低了传热系数同时也降低了形状阻力。研究发现较低Reynolds数下(10000<Re<14000),逆流体现了较好的综合性能,但较高Reynolds数下(14000<Re<20000),带缺口的绕流片则表现更好的综合性能。由于Kelvin-Helmholtz不稳定性导致了绕流片顶端后缘产生自由剪切层并诱发了发夹涡;绕流片的前后压差导致了流场内流体的旋流运动,形成了两个纵向涡;扰流片背面的逆压梯度产生了回流并形成回流涡。纵向涡强化了壁面与流动中心的对流传递过程,发夹涡则强化了主流区的流动混合,两种涡的共同作用加速了壁面的热量交换,实现了强化传热。 展开更多
关键词 梯形片 涡流发生器 发夹涡 纵向涡 强化传热
下载PDF
Study on local topology model of low/high streak structures in wall-bounded turbulence by tomographic time-resolved particle image velocimetry 被引量:6
7
作者 Haiping TIAN Nan JIANG +1 位作者 Yongxiang HUANG Shaoqiong YANG 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2015年第9期1121-1130,共10页
The relationship between the in the logarithmic law (log-law) region of bursting event and the low/high-speed streak a turbulent boundary layer is investigated. A tomographic time-resolved particle image velocimetry... The relationship between the in the logarithmic law (log-law) region of bursting event and the low/high-speed streak a turbulent boundary layer is investigated. A tomographic time-resolved particle image velocimetry (TRPIV) system is used to measure the instantaneous three-dimensional-three-component (3D-3C) velocity field. The momentum thickness based Reynolds number is about 2 460. The topological information in the log-law region is obtained experimentally. It is found that the existence of the quadrupole topological structure implies a three-pair hairpin-like vortex packet, which is in connection with the low/high-speed streak. An idealized 3D topological model is then proposed to characterize the observed hairpin vortex packet and low/high-speed streak. 展开更多
关键词 wall turbulence quadrupole topological structure hairpin vortex low/highspeed streak tomographic time-resolved particle image velocimetry (TRPIV) system
下载PDF
航行体出水过程空化结构演变与溃灭载荷特性研究
8
作者 高山 施瑶 潘光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期306-314,共9页
高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而... 高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而下发生溃灭现象,在溃灭末期收缩为较小的孤立空泡,溃灭产生的高速射流冲击结构表面;在出水过程中,水面附近的“反向旋转涡对”导致附着空泡发生了快速溃灭现象,以发卡涡为代表的壁面涡旋结构发展明显受到附着空泡的抑制;空泡溃灭末期的孤立泡产生了巨大的冲击压力峰值,对航行体结构安全性将造成巨大破坏。初期航行体迎流侧空泡溃灭行为也会导致较大的压力峰值出现。 展开更多
关键词 航行体 出水 空泡 溃灭载荷 发卡涡
下载PDF
脉冲横向射流的大涡模拟 被引量:4
9
作者 史万里 葛宁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期143-150,共8页
为了研究脉冲气膜冷却的流动特性,采用基于高阶对称加权本质无振荡(WENO)-Roe格式和隐式牛顿迭代时间推进、动态亚格子模型和预处理技术下的大涡模拟(LES)计算方法,对吹气比为1.0下的斜管横向射流进行了稳态和脉冲两种不同工况下的数值... 为了研究脉冲气膜冷却的流动特性,采用基于高阶对称加权本质无振荡(WENO)-Roe格式和隐式牛顿迭代时间推进、动态亚格子模型和预处理技术下的大涡模拟(LES)计算方法,对吹气比为1.0下的斜管横向射流进行了稳态和脉冲两种不同工况下的数值模拟.计算结果显示了射流流场中存在发卡涡结构,研究表明射流孔进口位置的脉冲改变了射流出口拟序结构,即改变了射流与主流的掺混过程. 展开更多
关键词 脉冲射流 气膜冷却 大涡模拟 发卡涡 拟序结构
原文传递
Effects of single circular synthetic jet on turbulent boundary layer
10
作者 Jin-hao Zhang Biao-hui Li +1 位作者 Tian-hai Ping Nan Jiang 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2023年第3期449-466,共18页
The periodic synthetic jet emerging from a circular orifice actively controls the turbulent boundary layer(TBL).A time-resolved particle image velocimetry(TR-PIV)system was designed to capture the velocity field datab... The periodic synthetic jet emerging from a circular orifice actively controls the turbulent boundary layer(TBL).A time-resolved particle image velocimetry(TR-PIV)system was designed to capture the velocity field database and based on the single-pixel ensemble correlation(SPEC)algorithm,an average drag reduction rate of 6.2%was obtained.The results show that the synthetic jet causes a wide range of low momentum zones and a low-speed streak in the downstream flow field.And the places where the disturbance intensity is strong are often accompanied by a larger velocity deficit.The instantaneous flow fields are visualized with the Finite-Time Lyapunov Exponent(FTLE),and the hairpin vortex packet composed of five hairpin vortices and the generation of new hairpin vortices are observed when there is no control.Under the action of the synthetic jet,the hairpin vortices are continuously generated from the jet orifice.The synthetic jet mainly achieves the drag reduction effect mainly by modulating the mean convection term cC and the spatial development term c^(D).The drag reduction effect appears in the region of x/δ0>0.38,and the maximum drag reduction rate is 12.2%at x/δ0=0.75,and then gradually decreased.Using proper orthogonal decomposition(POD),it is found that the synthetic jet reduces the energy proportion of the large-scale energetic structures.After the conditional average,the synthetic jet limits the influence range of bursting events at various scales in the near-wall region,and weakens the normal transport of momentum and energy brought about by large-scale ejection events(Q2 events)and the wall friction resistance caused by large-scale sweep events(Q4 events). 展开更多
关键词 Synthetic jet hairpin vortex drag reduction turbulent boundary layer
原文传递
边界层内涡旋-颗粒相互作用的直接数值模拟 被引量:3
11
作者 周哲 樊建人 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期447-450,共4页
本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日跟踪方法研究平板边界层内涡旋与重颗粒的相互作用。模拟结果显示了由半球状粗糙元诱导产生的发夹涡沿流向的演化过程。小惯性的重颗粒在低压区上边缘的聚集阻碍了涡量的聚集并破坏了发夹涡的产生... 本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日跟踪方法研究平板边界层内涡旋与重颗粒的相互作用。模拟结果显示了由半球状粗糙元诱导产生的发夹涡沿流向的演化过程。小惯性的重颗粒在低压区上边缘的聚集阻碍了涡量的聚集并破坏了发夹涡的产生。模拟结果还证实颗粒在边界层内的输运主要受扫过和喷出事件的影响,且在边界层近壁区域内,扫过事件输运颗粒的能力强于喷出事件的。 展开更多
关键词 发夹涡 颗粒输运 边界层 直接数值模拟
原文传递
槽道紊流中涡旋倾角的概率密度分布特征 被引量:3
12
作者 陈槐 李丹勋 +1 位作者 王浩 王兴奎 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期661-671,共11页
以Del-Alamo等(2004)直接数值模拟的槽道紊流数据为基础,对比两种涡旋方向的计算方法(涡量矢量和速度梯度张量的实特征向量),并统计了涡旋与3个切面(XZ,XY及YZ)间倾角的概率密度分布.研究结果表明,在缓冲层内,涡量矢量与实特征向量存在... 以Del-Alamo等(2004)直接数值模拟的槽道紊流数据为基础,对比两种涡旋方向的计算方法(涡量矢量和速度梯度张量的实特征向量),并统计了涡旋与3个切面(XZ,XY及YZ)间倾角的概率密度分布.研究结果表明,在缓冲层内,涡量矢量与实特征向量存在较大的差异;涡旋以准流向涡为主,其与XZ面的倾角很小,但与YZ面的倾角很大.在缓冲层外,涡量矢量与实特征向量的夹角较小,且概率密度最大的夹角稳定在10°附近;涡旋以发夹涡为主,与XZ面主要呈±45°倾角,与XY及YZ面主要呈±55°倾角.涡旋与切面间倾角的概率密度分布特征可以由Ω状发夹涡模型来解释. 展开更多
关键词 直接数值模拟 槽道流 涡量 实特征向量 准流向涡 发夹涡
原文传递
平板湍流边界层流向—法向平面发卡涡的PIV实验研究 被引量:2
13
作者 刘璐璐 翟树成 +1 位作者 张国平 张军 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期23-30,共8页
湍流边界层流动精细涡结构的分析对于水下航行体表面减阻乃至降噪机理的深入研究都具有重要意义。文章应用粒子图像测速技术(PIV),对Re_θ=1 743和5 400时的平板湍流边界层的流向一法向平面流场进行了测试研究。一方面,直接对瞬时速度... 湍流边界层流动精细涡结构的分析对于水下航行体表面减阻乃至降噪机理的深入研究都具有重要意义。文章应用粒子图像测速技术(PIV),对Re_θ=1 743和5 400时的平板湍流边界层的流向一法向平面流场进行了测试研究。一方面,直接对瞬时速度场精细涡结构进行提取分析,通过Galilean分解和λ_(ci)准则识别出流向—法向平面中的发卡涡及发卡涡包。研究表明,发卡涡和雷诺应力的分布特征具有高度相关性;发卡涡包产生了流向动量的法向不规则分层分布特征。另一方面,文中通过对500个瞬时速度场子样进行时间平均分析,获得了不同雷诺数下平均速度以及湍流度分量的法向分布规律。此外,文中还对发卡涡的几何尺寸和漩涡强度λ_(ci)进行了统计分析。研究表明,在y^+<50范围内无量纲化的漩涡强度λ_(ci)δ/u_τ沿法向迅速衰减,且在不同雷诺数下变化曲线基本一致;在y^+>50后λ_(ci)δ/u_τ衰减平缓,且低雷诺数下的值较大。 展开更多
关键词 PIV 湍流边界层 发卡涡 涡包 漩涡强度 涡识别
下载PDF
水下发射航行体尾涡不稳定性分析 被引量:2
14
作者 高山 施瑶 +2 位作者 潘光 权晓波 鲁杰文 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2435-2445,共11页
在水下连续发射过程中前一发航行体尾流会对后一发航行体运动姿态稳定性产生流动干扰现象.因此,研究尾流中涡旋结构演变机理对解决多弹体水下连续发射流动干扰难题具有重要的意义.本文采用改进型分离涡模型与能量方程,VOF多相流模型与... 在水下连续发射过程中前一发航行体尾流会对后一发航行体运动姿态稳定性产生流动干扰现象.因此,研究尾流中涡旋结构演变机理对解决多弹体水下连续发射流动干扰难题具有重要的意义.本文采用改进型分离涡模型与能量方程,VOF多相流模型与重叠网格技术相结合方法,对航行体水下发射尾流演变过程开展精细化模拟研究,其中模拟结果和实验吻合度较好,验证了本文数值方法的有效性.以航行体尾流区域为重点研究对象,分析了尾流区瞬态流场分布,讨论了横流强度和雷诺数对尾涡结构演变以及脉动压力分布特性的影响.结果表明:由于尾流区高速流体核心区与低速自由流相互作用导致Kelvin-Helmholtz不稳定现象出现,可以清晰地发现涡旋结构在剪切力的作用下发生脱落.在横流条件下,航行体尾端脱落的涡环与涡腿形成发卡涡,而多个发卡涡沿轴向间隔排列组成发卡涡包存在于尾流中.随着横流强度增大,形成多级发卡涡包结构,而导致脉动压力二次峰值均出现的主要原因是尾流涡旋流场演变引起的.随着雷诺数的增大,尾流中由圆柱形涡和U型涡组成的二次涡结构逐渐明显,不稳定性加强. 展开更多
关键词 水下发射 尾流 发卡涡 横流 雷诺数
下载PDF
槽道流转捩中发卡涡演化与波增长的关系 被引量:3
15
作者 王新军 罗纪生 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期126-131,共6页
通过对槽道流常规转捩的直接数值模拟,研究了转捩突变前后,发卡涡的演化与T-S波增长的对应关系,重点对占流场绝大多数、转捩前期增长缓慢的T-S波的急速增长在发卡涡演化中所处的阶段进行了分析.研究发现,在发卡涡头部形成阶段,流场中典... 通过对槽道流常规转捩的直接数值模拟,研究了转捩突变前后,发卡涡的演化与T-S波增长的对应关系,重点对占流场绝大多数、转捩前期增长缓慢的T-S波的急速增长在发卡涡演化中所处的阶段进行了分析.研究发现,在发卡涡头部形成阶段,流场中典型的未增长起来的波一直保持着缓慢的增长趋势;当发卡涡头部产生分离时,这些波的实际增长率开始爆发式增加,并在短时间内呈数量级增长,急速增长的过程一直延续到发卡涡头部混乱之后. 展开更多
关键词 T-S波 发卡涡 尖峰结构 增长率 突变
下载PDF
Physics of multiple level hairpin vortex structures in turbulence 被引量:2
16
作者 Yi Qian Wang Hassan Al-Dujaly +2 位作者 Yong Hua Yan Ning Zhao Chao Qun Liu 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第2期91-101,共11页
Previous experimental and numerical studies have revealed that the hairpin vortex is a basic flow element of transitional boundary layer. The hairpin vortex is believed to have legs, necks and a ring head. Based on ou... Previous experimental and numerical studies have revealed that the hairpin vortex is a basic flow element of transitional boundary layer. The hairpin vortex is believed to have legs, necks and a ring head. Based on our DNS study, the legs and the ring head are generated separately by different mechanisms. The legs function like an engine to generate low speed zones by rotation, create shear layers with surrounding high speed neighbor fluids, and further cause vortex ring formation through shear layer instability. In addition, the ring head is Ω-shaped and separated from quasi-streamwise legs from the beginning. Contrary to the classical concept of "vortex breakdown", we believe transition from laminar flow to turbulence is a "buildup" process of multiple level vortical structures. The vortex tings of first level hairpins are mostly responsible for positive spikes, which cause new vorticity rollup, second level vortex leg formation and finally smaller second level vortex ring generation. The third and lower level vortices are generated following the same mechanism. In this paper, the physical process from A-vortex to mul- ti-level hairpin vortices is described in detail. 展开更多
关键词 hairpin vortex vortex buildup multiple level vortices flow transition
原文传递
Liutex identification on hairpin vortex structures in a channel based on msfle and moving-PIV 被引量:2
17
作者 Xin-ran Tang Xiang-rui Dong +1 位作者 Xiao-shu Cai Wu Zhou 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2021年第6期1119-1128,共10页
The spatiotemporal evolution of hairpin vortex structures in a fully developed turbulent boundary layer is investigated qualitatively and quantitatively by using two image methods.In this paper,the moving single-frame... The spatiotemporal evolution of hairpin vortex structures in a fully developed turbulent boundary layer is investigated qualitatively and quantitatively by using two image methods.In this paper,the moving single-frame and long-exposure(MSFLE)image method is used to intuitively track the evolution process of a hairpin vortex,while the moving particle image velocimetry(moving-PIV)method is applied for obtaining a moving velocity field for quantitative analysis.According to the structural characteristics of the hairpin vortex,an inclined light sheet with an appropriate inclination of 53°is arranged to capture the complete hairpin vortex structure at Re_(θ)=97–194.In addition,the core size and the rotational strength of a hairpin vortex are further defined and quantified by the Liutex vector method.The evolution process of a complete hairpin vortex structure observed by MSFLE shows that the shear along the normal direction leads to an increasing strength of the hairpin vortex,accompanied by a lifting vortex head and a distance decrease between two vortex legs during the dissipation period.By combining moving-PIV with the Liutex identification,the spatiotemporal evolution of four typical regions of a hairpin vortex projecting into a 53°cross-section is obtained.The results show that the process from the generation to the dissipation of a single hairpin vortex can be well characterized and recorded by the Liutex based on the core size and rotational intensity,and the evolution process is consistent with the MSFLE result.According to the statistics of vortex core size and rotation intensity along time,the evolution of the hairpin vortex necks and legs can be described as a process of enhancement followed by dissipation.For the vortex head,its evolution maintains longer attributed to its far-from-wall position,which consists of an absolute enhancement process(stage 1)with an increasing rotation strength and a constant core size,and an absolute dissipation(stage 2)with a decreasing rotation strength and a constant co 展开更多
关键词 Turbulent boundary layer hairpin vortex moving single-frame and long-exposure moving particle image velocimetry(PIV) Liutex vortex identification method
原文传递
不同射流角下等离子体激励对平板气膜冷却影响的数值研究 被引量:2
18
作者 李国占 刘华坪 +2 位作者 陈浮 李林熹 宋彦萍 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2088-2094,共7页
采用大涡模拟(LES)方法对有/无等离子体激励条件下不同射流角时的平板气膜冷却流场进行了对比研究。结果表明:随着射流角的增大,冷却射流对主流的穿透率与气膜孔下游回流区的范围增大,发卡涡的强度及其抬升射流的能力增强并远离壁面,导... 采用大涡模拟(LES)方法对有/无等离子体激励条件下不同射流角时的平板气膜冷却流场进行了对比研究。结果表明:随着射流角的增大,冷却射流对主流的穿透率与气膜孔下游回流区的范围增大,发卡涡的强度及其抬升射流的能力增强并远离壁面,导致气膜冷却效率降低,但射流角为90°时部分低能冷却流体会进入回流区引起气膜冷却效率升高,故气膜冷却效率在射流角为35°时最大,在射流角为60°时最小;等离子体激励削弱了冷却射流对主流的穿透率,其下拉诱导作用也使得发卡涡头部受到的库塔-儒科夫斯基升力以及水平涡腿间的相互诱导力减小,抑制了发卡涡的发展并促使其破碎为近壁条带结构,从而提高了气膜冷却效率,且射流角越小,上述作用效果越明显,当射流角为35°时中心线气膜冷却效率提高了55%。 展开更多
关键词 大涡模拟(LES) 等离子体激励 气膜冷却 射流角 肾形涡 发卡涡 冷却效率
原文传递
湍流边界层流向-展向平面中发卡涡的涡迹特征 被引量:2
19
作者 刘璐璐 张军 +1 位作者 翟树成 张国平 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2015年第4期376-381,共6页
研究湍流边界层精细流动结构特征,有助于建立流动结构特征与壁面摩阻、流噪声之间的关联,从而为湍流边界层减阻降噪机理的深层次研究奠定基础。该文应用PIV(粒子图像测速)技术,对平板湍流边界层中发卡涡在流向-展向平面的涡迹特征进行... 研究湍流边界层精细流动结构特征,有助于建立流动结构特征与壁面摩阻、流噪声之间的关联,从而为湍流边界层减阻降噪机理的深层次研究奠定基础。该文应用PIV(粒子图像测速)技术,对平板湍流边界层中发卡涡在流向-展向平面的涡迹特征进行研究。利用PIV瞬时速度场,捕捉到明显的低速条带,通过统计分析获得对数层范围低速条带间距随壁面法向距离的变化以及雷诺数的影响规律。同时,通过涡识别准则,提取在流向-展向平面内长低速条带两侧的反向漩涡带,揭示了发卡涡包与长低速条带的内在关系。此外,还研究了流向-展向平面发卡涡涡腿间距随壁面法向距离的变化规律以及雷诺数的影响。 展开更多
关键词 湍流边界层 发卡涡 低速条带 PIV
原文传递
复式断面明渠湍流的统计特征和拟序结构 被引量:1
20
作者 胡德芳 俞华锋 +2 位作者 陈勇 刘宇 及春宁 《水道港口》 2022年第1期43-49,共7页
应用直接数值模拟(DNS)方法,研究了复式断面明渠湍流的一阶和二阶统计特征,分析了湍流拟序结构在复式断面明渠内的分布规律。首先,针对平板边界层湍流问题对数值模拟方法的精度进行了验证;随后,分析了复式断面明渠的主流流速分布、二次... 应用直接数值模拟(DNS)方法,研究了复式断面明渠湍流的一阶和二阶统计特征,分析了湍流拟序结构在复式断面明渠内的分布规律。首先,针对平板边界层湍流问题对数值模拟方法的精度进行了验证;随后,分析了复式断面明渠的主流流速分布、二次环流强度和分布,以及二次环流对主流流速分布的影响,讨论了紊动强度和雷诺剪切应力极值大小和分布特征;最后,再现了复式断面明渠湍流的三维拟序结构,阐述了滩槽结合处典型“发卡”涡结构的特征及其诱发二次环流的机制。 展开更多
关键词 复式断面明渠 直接数值模拟 二次环流 “发卡”涡
下载PDF
上一页 1 2 下一页 到第
使用帮助 返回顶部