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题名湍流边界层均匀动量区统计分形特性的PIV实验研究
被引量：1
- 1
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作者
陈怡纯
田海平
马国祯
陈纪仲
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机构
太原理工大学流体力学科研创新中心
太原理工大学力学国家级实验教学示范中心
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期34-44,共11页
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基金
国家自然科学基金(12172242,12332017,12302289)
山西省基础研究计划(202203021222106)资助项目。
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文摘
均匀动量区(UMZs)作为动量相近的局部区域成为新的湍流拟序结构成员,研究其统计特性与变化规律、分析其成因和研究其与其他湍流结构的内在关联,是深入认识壁湍流的重要途径.通过粒子图像测速系统(PIV)测量得到了具有高时空分辨率的湍流边界层流法向流场,对UMZs分区和界面位置等进行了统计,并基于瞬态流场分析了UMZs分界线与发卡涡(包)为主的湍流结构的位置关联,结果发现:UMZs流向速度概率密度函数(PDF)和界面厚度的统计分析呈现普适的分形特性,且不受湍流/非湍流界面(TNTI)和雷诺数的影响;瞬态流场UMZs数目在湍流间歇区较大,而湍流结构发展充分、层次丰富时的瞬态流场UMZs数目却较少;壁湍流涡包结构内多个发卡涡的空间分布规律决定了UMZs的统计分形特征;在近壁UMZs分界线向湍流结构存在区域集中靠拢,在外区UMZs分界线穿越展向涡核,正向涡旋导致UMZs分界线在法向上的聚集,反向涡旋引起UMZs分界线在流向上产生分离.
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关键词
均匀动量区
分形特性
湍流结构
发卡涡包
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Keywords
uniform momentum zones
fractal characteristics
turbulent structures
hairpin vortex packets
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分类号
O357
[理学—流体力学]
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题名航行体水下连续发射尾涡遭遇与运动干扰特性
- 2
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作者
施瑶
任锦毅
高山
潘光
权晓波
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机构
西北工业大学航海学院
无人水下运载技术工信部重点实验室
北京宇航系统工程研究所
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3195-3203,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(52171324、U21B2055)
中央高校基本业务费项目(3102019JC006)。
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文摘
为研究不同发射时间间隔下航行体水下连续发射尾涡干扰与弹道特性,基于Realizable k-ε湍流模型和能量方程、流体体积方法和重叠网格技术,开展数值方法和网格无关性验证,数值模拟结果与实验测试结果吻合度较好。建立航行体水下连续发射数值模拟方法,研究航行体尾流区涡结构的演变机理、次发航行体表面压力分布、弹道以及俯仰姿态演变规律。研究结果表明:航行体水下连续发射过程中在其尾流中发现了发卡涡形态的流动结构,该涡结构由涡头与两条涡腿组成,通常以多个共同组合的形式存在于航行体尾部的流场区域中;沿涡腿内侧发生喷射事件,沿涡腿外侧发生扫掠事件,同时在涡结构内部形成一定流向尺度的低速条带区域;在横流效应下,当次发航行体表面穿过尾流中涡结构中的低速条带区时,迎背流面压力分布特性得到较大的改善,增加了弹道姿态稳定性。
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关键词
次发航行体
水下连续发射
发卡涡包
时间间隔
横流效应
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Keywords
secondary projectile
successive launch underwater
hairpin vortex packet
time intervals
transverse-flow speed
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分类号
TJ301
[兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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题名壁面湍流发卡涡包空间模态的TRPIV实验研究
被引量：1
- 3
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作者
成璐
姜楠
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机构
天津大学机械工程学院力学系
天津市现代工程力学重点实验室
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出处
《实验力学》
CSCD
北大核心
2015年第1期51-58,共8页
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基金
国家自然科学基金(11272233)
国家自然科学基金重点项目(11332006)
+1 种基金
国家重点基础研究发展计划(973)(NO.2012CB720101
NO.2012CB720103)
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文摘
运用高时间分辨率粒子图像测速(Time-resolved PIV简称TRPIV),测量得到平板湍流边界层流向/法向平面内瞬时速度矢量空间分布的时间序列;采用空间局部平均速度结构函数的概念,识别和提取湍流边界层中大尺度发卡涡包结构的空间特征。发现在湍流边界层中不同法向位置多个正负发卡涡包结构同时交替存在。这些分布在不同法向高度的发卡涡包结构之间通过倾斜的涡量剪切层相联系,构成了湍流边界层中内、外区紧密相连、相互作用的一种稳态的分布方式。
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关键词
湍流边界层
高时间分辨率粒子图像测速
空间局部平均速度结构函数
发卡涡包
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Keywords
turbulent boundary layer
high time resolution particle image velocimetry（TRPIV）
space locally averaged velocity structure function
hairpin vortex packets
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分类号
O357.52
[理学—流体力学]
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题名由近壁条带失稳诱导的发卡涡包的形成机制
- 4
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作者
李健
董刚
张辉
陈正寿
张建雷
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机构
浙江海洋大学船舶与机电工程学院
浙江省近海海洋工程技术重点实验室
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2019年第8期883-892,共10页
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基金
浙江省自然科学基金（LQ18A020002）
上海交通大学海洋工程国家重点实验室开放课题（1814）
浙江省教育厅项目（Y201737053）
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文摘
本文从近壁条带失稳的角度出发,采用直接数值模拟方法研究了不可压缩槽道湍流中发卡涡包的形成机制。研究表明,亚谐型弯曲模式低速条带的失稳可诱导出由多个严格对称和非对称的发卡涡组成的涡包结构。其中,严格对称的发卡涡由相邻低速条带间的碰撞导致,而非对称的发卡涡由低速条带的破碎导致。在条带的失稳过程中,高、低速流体之间的剪切是发卡涡形成的重要一环。该文结果不仅有助于深入认识壁湍流拟序结构演化的本质,而且对实际工程中壁湍流的应用和控制有一定的指导意义。
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关键词
直接数值模拟
湍流拟序结构
条带
发卡涡包
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Keywords
direct numerical simulation
turbulent coherent structure
streak
hairpin vortex packet
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分类号
O352
[理学—流体力学]
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题名圆柱尾迹影响旁路转捩末期发卡涡涡包的研究
被引量：5
- 5
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作者
唐湛棋
姜楠
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机构
天津大学机械工程学院力学系
天津市现代工程力学重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第6期1037-1042,共6页
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基金
国家自然科学基金(10832001
10872145)
+1 种基金
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室对外开放课题
天津大学科研创新基金资助项目~~
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文摘
基于TR-PIV技术,通过侧视和俯视两种情况对圆柱尾迹影响下旁路转捩末期发卡涡涡包的结构及特征尺寸进行了实验研究.结合二维空间子波变换和λ_(ci)准则,运用线性随机估计方法对速度信号进行条件平均.在侧视情况下,条件平均结果显示,在边界层中一系列发卡涡涡头与壁面构成17°的倾角,并且被尾迹涡所占据的低速区域出现在涡包上方的主流区中.在俯视的结果中,沿流向方向拉伸(流向尺度3δ,展向尺度0.55δ)的低速条带结构出现在法向高度为y/δ=0.2的流向-展向平面中,并且在该低速条带的两侧对称地出现了沿流向分布的反向旋转的涡结构.可以得出:在圆柱尾迹影响下旁路转捩的末期,由于尾迹涡诱导作用的影响,发卡涡涡包在形态上显示出了更大尺度的特征.
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关键词
圆柱尾迹
旁路转捩
发卡涡涡包
条件平均
统计尺度
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Keywords
cylinder wake, bypass transition, hairpin vortex packets, conditional average,＇ statistical scale
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分类号
O351
[理学—流体力学]
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