非光滑表面对汽车尾涡结构的控制分析研究 被引量：17

1

作者 杨易 黄剑锋 +2 位作者 范光辉 蔡圣康 刘政 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期133-140,共8页

车身气动阻力直接影响汽车的动力性和燃油经济性,尾涡结构对于车辆空气阻力的形成有很大的影响,非光滑结构在车身的合理布置能有效地减小汽车的空气阻力。为了研究车身非光滑结构对汽车尾涡结构的影响与控制,将凹坑型非光滑单元分别布置... 车身气动阻力直接影响汽车的动力性和燃油经济性,尾涡结构对于车辆空气阻力的形成有很大的影响,非光滑结构在车身的合理布置能有效地减小汽车的空气阻力。为了研究车身非光滑结构对汽车尾涡结构的影响与控制,将凹坑型非光滑单元分别布置在MIRA阶梯背模型尾部、顶部、行李舱盖等表面,运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值仿真与风洞试验相结合的方法,对比分析车身表面光滑模型与车身表面非光滑模型尾部流场的压力、湍流耗散率、速度矢量等参数的影响,探讨非光滑结构的扰动效应及其对尾涡形成的控制作用,得出非光滑结构能延迟气流分离,控制后风窗上猫眼涡与尾部剪切涡流,也能抑制汽车尾部主涡的生成。为有效控制车辆尾迹中旋涡结构,抑制涡激振动,改善汽车气动特性提供重要依据。 展开更多

关键词 车身 非光滑表面 风洞试验 尾涡结构 扰动效应 气动特性

下载PDF 职称材料

基于浸入边界法的拍动翼尾涡结构与水动力分析 被引量：7

2

作者 李宁宇 苏玉民 +2 位作者 刘葳兴 刘鹏 曹建 《应用科技》 CAS 2015年第6期26-31,35,共7页

针对目前拍动翼尾涡结构与水动力性能关系的研究有限,参数影响分析集中于水动力性能方面,且拍动翼等仿生流动的数值模拟经常涉及复杂移动边界问题的现状,应用自主开发的改进浸入边界法数值模拟拍动翼的非定常运动,探讨翼运动学、涡动力... 针对目前拍动翼尾涡结构与水动力性能关系的研究有限,参数影响分析集中于水动力性能方面,且拍动翼等仿生流动的数值模拟经常涉及复杂移动边界问题的现状,应用自主开发的改进浸入边界法数值模拟拍动翼的非定常运动,探讨翼运动学、涡动力学和力的产生之间的关系。结果表明,所提出的边界条件重建算法兼顾计算效率和健壮性,开发的移动边界处理方法可有效解决浸入边界法中移动边界相关问题。三维拍动翼的尾涡由两列形状复杂的涡环组成,这两列涡环与尾流中心线成一定倾角向下游对流。水动力性能随运动参数的变化取决于力产生表象之下的涡动力学,包括涡的强度和方向、涡环的相互连接和粘性耗散。 展开更多

关键词 拍动翼 浸入边界法 尾涡结构 水动力性能 推进机理 不可压缩N-S方程

下载PDF 职称材料

C形钝体绕流的尾涡结构与水动力特性分析

3

作者 高岳 朱红钧 +1 位作者 周新宇 周迈 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2024年第1期8-16,共9页

该文以不同攻角(0°<α<180°)的C形钝体在低雷诺数(40<Re<160)条件下的绕流流场为研究对象,数值分析了边界层分离点、尾涡结构及水动力系数的变化规律.结果表明:C形钝体的近场尾涡模式与攻角和雷诺数密切相关,根... 该文以不同攻角(0°<α<180°)的C形钝体在低雷诺数(40<Re<160)条件下的绕流流场为研究对象,数值分析了边界层分离点、尾涡结构及水动力系数的变化规律.结果表明:C形钝体的近场尾涡模式与攻角和雷诺数密切相关,根据边界层分离和近场尾涡结构,可将尾流模式分为9种,即Ⅰ型、Ⅱ-1型、Ⅱ-2型、Ⅲ-1型、Ⅲ-2型、Ⅳ型、Ⅴ型、Ⅵ型和Ⅶ型;特征参数变化与近场尾涡模式相关,准静态涡出现时,回流区长度、尾迹长度较大,但尾迹宽度较小,而平均阻力系数和均方根升力系数最大值分别出现在Ⅰ型和Ⅱ-2型尾涡模式时;远场涡脱模式主要为2S模式,低雷诺数时无涡脱,而Re=60、α=150°时,涡脱模式为P+S,且出现了二次涡街. 展开更多

关键词 C形钝体 尾涡结构 水动力特性

原文传递

基于LBM-LES的三维串列多圆柱绕流尾涡结构研究 被引量：5

4

作者 刘闯 黄剑峰 邵晨 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期186-194,共9页

为了研究三维串联多圆柱绕流在不同圆柱间距比L/D(L为圆柱的间距,D为圆柱直径)情况下的尾涡结构,基于格子玻尔兹曼(LBM)方法,采用大涡模拟(LES)方法计算了高雷诺数下三维单圆柱及三维串联多圆柱在不同L/D情况下的尾涡流场。数值结果表明... 为了研究三维串联多圆柱绕流在不同圆柱间距比L/D(L为圆柱的间距,D为圆柱直径)情况下的尾涡结构,基于格子玻尔兹曼(LBM)方法,采用大涡模拟(LES)方法计算了高雷诺数下三维单圆柱及三维串联多圆柱在不同L/D情况下的尾涡流场。数值结果表明:LBM-LES方法可以较好地模拟出三维单圆柱以及串联多圆柱的尾涡结构;高雷诺数下单圆柱绕流尾迹变化具有不稳定性;串联多圆柱绕流存在临界间距比L/D=4,当圆柱间距比小于临界间距比时,圆柱间不会产生尾涡脱落;当圆柱间距比大于临界间距比时才会产生明显的涡脱落现象,且前方圆柱脱落的涡对后方圆柱有冲击作用,会对后方圆柱的升/阻力系数振动幅值有一定的影响;串联多圆柱绕流的上下游时均阻力系数曲线在临界间距比时会发生转折,呈逐渐增大趋势;当圆柱间距比小于临界间距比时,在下游圆柱前增加圆柱会对下游圆柱以及中游圆柱的时均阻力系数产生影响,而当圆柱间距比大于临界间距比时,在下游圆柱前增加圆柱对下游圆柱以及中游圆柱的时均阻力系数基本没有影响。 展开更多

关键词 格子玻尔兹曼方法 大涡模拟 圆柱绕流 尾涡结构 数值模拟

下载PDF 职称材料

合成射流对串列双圆柱受力特性及流场特性影响的数值模拟

5

作者 王海博 张品源 +1 位作者 于海龙 孙运兰 《常州大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期76-85,共10页

合成射流能够通过改变单个圆柱尾部的旋涡脱落模态有效抑制其涡致振动,但对多圆柱结构的控制效果尚待研究。采用数值模拟研究了对称布置在上游圆柱尾部的水平合成射流对串列双圆柱的受力特性和尾流特性的影响。在研究中,来流的雷诺数恒... 合成射流能够通过改变单个圆柱尾部的旋涡脱落模态有效抑制其涡致振动,但对多圆柱结构的控制效果尚待研究。采用数值模拟研究了对称布置在上游圆柱尾部的水平合成射流对串列双圆柱的受力特性和尾流特性的影响。在研究中,来流的雷诺数恒定为150,合成射流的位置角度为45°,2个圆柱中心之间的间距比为2~10。研究结果表明,水平合成射流能够同时降低上、下游圆柱的升、阻力系数,但过大的合成射流动量系数反而会导致上、下游圆柱的阻力系数均大于无合成射流控制情况下的值。当动量系数为2和4时,上游圆柱的尾迹完全由水平合成射流主导,变得完全对称;但下游圆柱的尾部始终存在交替脱落的旋涡。 展开更多

关键词 双圆柱 合成射流 受力特性 尾涡结构 串列

下载PDF 职称材料

稳定分层流数值模拟方法及圆球绕流特征研究 被引量：5

6

作者 马卫状 丁勇 +2 位作者 李云波 牛明昌 蓝林欣 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1278-1287,共10页

本文通过分析温度、盐度和压力对海水密度的相对影响,利用标准海水状态方程,联合求解温度形式的能量方程,提出一种新的实现温度主导状态下的密度连续分层数值模拟方法。基于有限体积法(FVM),通过求解连续性方程和动量守恒方程,湍流状态... 本文通过分析温度、盐度和压力对海水密度的相对影响,利用标准海水状态方程,联合求解温度形式的能量方程,提出一种新的实现温度主导状态下的密度连续分层数值模拟方法。基于有限体积法(FVM),通过求解连续性方程和动量守恒方程,湍流状态时采用基于k-ω湍流模型的脱体涡模拟(DES)方法,对连续分层流中的圆球绕流进行数值模拟,重点分析尾流场的旋涡脱落流动特性及尾涡结构特点。定量分析了尾涡结构中无因次涡包络区长度、涡旋脱落斯特罗哈尔数(St)、无因次化后的Lee波波长和无因次分离流线高度等尾涡流场特征。本文数值结果和Lin的圆球实验结果在定性和定量上保持一致,从而验证了本文建立的数值方法的正确性和有效性,可以为进一步研究密度分层流中潜航体航行尾流场问题提供有效的计算流体力学方法。 展开更多

关键词 连续分层流 尾涡结构 海水状态方程 圆球绕流 脱体涡模拟

下载PDF 职称材料

阵列四柱绕流的数值模拟 被引量：5

7

作者 刘为民 谷家扬 卢燕祥 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第6期534-540,共7页

阵列四柱绕流特性是研究海洋结构物涡激运动的基础,文中引入雷诺平均法求解NS方程,结合SST k-ω湍流模型阵列四立柱绕流进行了数值模拟.根据中国南海流场实际分布特点,选取6个典型流速,由于阵列四柱结构对称,故选取3个来流方向进行研究... 阵列四柱绕流特性是研究海洋结构物涡激运动的基础,文中引入雷诺平均法求解NS方程,结合SST k-ω湍流模型阵列四立柱绕流进行了数值模拟.根据中国南海流场实际分布特点,选取6个典型流速,由于阵列四柱结构对称,故选取3个来流方向进行研究.在对单个方柱绕流的斯特哈尔数与相关实验和数值模拟进行验证对比的基础上,研究了张力腿四立柱升力系数、拖曳力系数、立柱截面上的涡强分布以及尾涡泄放结构,采用频谱分析方法研究了阵列方柱频域特性.数值模拟结果表明:四立柱在0°及45°流向时四立柱的涡泄频率大于单方柱的涡泄频率,而22.5°时两者基本相同,四立柱的斯特哈尔数均大于单个立柱,各立柱涡强最大值均位于上游立柱迎流面拐点处,尾流涡泄结构均表现为2S模式. 展开更多

关键词 阵列四柱 绕流特性 斯特哈尔数 尾涡结构

下载PDF 职称材料

球形颗粒自由下落过程运动和流场数值分析 被引量：4

8

作者 刘磊 杨建民 +1 位作者 吕海宁 彭涛 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期620-628,共9页

深海矿产资源开发一般采用水力提升方式将海底矿石输送到水面.单个矿石颗粒在水中的运动特性及尾流特征是水力提升动力学特性研究的基础.文中采用计算流体力学方法,对不同直径、密度的球形矿石颗粒在水中自由下落的过程进行了数值模拟.... 深海矿产资源开发一般采用水力提升方式将海底矿石输送到水面.单个矿石颗粒在水中的运动特性及尾流特征是水力提升动力学特性研究的基础.文中采用计算流体力学方法,对不同直径、密度的球形矿石颗粒在水中自由下落的过程进行了数值模拟.采用基于剪切应力运输的分离涡方法模拟颗粒周围流场,研究了单颗粒在雷诺数Re=184,228,285和6 400时的六自由度运动及尾流结构.研究发现,随着Re增大,颗粒分别呈现垂直下落、倾斜直线下落、倾斜振荡下落、随机下落4种不同路径,通过分析其尾流结构及受力特征,讨论了不同下落路径的产生机理,所得结果可为深海矿产资源水力提升管道的设计和机理研究提供参考与支撑. 展开更多

关键词 自由下落 流场特性 尾涡结构 雷诺数

下载PDF 职称材料

组合台阶柱绕流涡结构与水动力特性研究

9

作者 朱红钧 刘文丽 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2023年第2期157-167,共11页

该文利用开源软件OpenFOAM模拟研究了圆柱与方柱按不同形式串接而成的组合台阶柱的三维绕流流场与水动力特性。基于单位圆柱直径,来流雷诺数为500,方柱与圆柱的直径比为1.5,两者长度比为1:1。研究发现,台阶处存在“下洗”效应,且起始端... 该文利用开源软件OpenFOAM模拟研究了圆柱与方柱按不同形式串接而成的组合台阶柱的三维绕流流场与水动力特性。基于单位圆柱直径,来流雷诺数为500,方柱与圆柱的直径比为1.5,两者长度比为1:1。研究发现,台阶处存在“下洗”效应,且起始端相连的连接涡与边缘涡成对出现,造成台阶附近出现明显的尾涡干涉现象。单台阶柱的展向涡干涉区介于交接处上下±0.3D范围内,干涉区内流向时均速度为零的等值线断裂呈多根并存。受尾涡干涉与壁面涡的影响,单台阶柱的圆柱尾迹增宽约30%,背流面平均压力系数比单一方柱小25%,而双台阶柱的圆柱尾迹增宽约50%,背流面压力系数比单一方柱小33%。这表明尾流特征尺寸和表面的压力系数沿轴向均有明显波动,且双台阶更为显著。台阶柱尾流存在涡位错和涡分裂现象,双台阶柱后方的涡管分裂成更多小涡,涡脱频率带宽较大。表面平均压力系数与台阶个数有关,台阶柱的升力系数脉动值较单一形状柱体小,且双台阶柱的阻力系数脉动值最小。 展开更多

关键词 尾涡结构 组合台阶柱 绕流 水动力特性

原文传递

底部结构对轿车侧风气动特性的影响分析 被引量：3

10

作者 袁志群 谷正气 +2 位作者 杨明智 彭倩 刘显贵 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期28-34,共7页

应用计算流体动力学方法分别对带光滑底部和真实底部结构的某轿车进行侧风气动特性对比分析。结果表明:汽车底部结构对气动力影响显著,与光滑底部相比,实际底部结构使尾涡扩散区增大,车底流速减小,导致气动力增加;加装车底阻流板能改善... 应用计算流体动力学方法分别对带光滑底部和真实底部结构的某轿车进行侧风气动特性对比分析。结果表明:汽车底部结构对气动力影响显著,与光滑底部相比,实际底部结构使尾涡扩散区增大,车底流速减小,导致气动力增加;加装车底阻流板能改善侧风状态下汽车的底部、尾部和背风侧的流场结构,降低整车气动力,特别是气动升力。模型风洞试验验证了所采用数值分析方法的可靠性。本研究对指导汽车底部结构设计和侧风稳定性分析具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 轿车 底部结构 侧风 气动特性 气动力 尾涡结构 车底阻流板

下载PDF 职称材料

高Re数弹性支撑圆柱的涡激振动数值分析 被引量：2

11

作者 周军伟 闫文辉 +3 位作者 杨天福 梅蕾 郭彬 于东 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第15期32-36,48,共6页

本文开展较高Re数下圆柱的涡激振动特性研究,以水为介质,基于Fine/Marine求解器,实现圆柱涡激振动现象的水动力及刚体运动的数值耦合求解,得到了4个质量比下的圆柱振幅趋势曲线。结果表明,选用的4个质量比对振幅变化趋势的影响较小。同... 本文开展较高Re数下圆柱的涡激振动特性研究,以水为介质,基于Fine/Marine求解器,实现圆柱涡激振动现象的水动力及刚体运动的数值耦合求解,得到了4个质量比下的圆柱振幅趋势曲线。结果表明,选用的4个质量比对振幅变化趋势的影响较小。同时,对所得曲线中的不同分支进行分析,并对比现有低Re数下的研究结果,表明振幅趋势曲线在较低折合速度下出现了一个新的分支,其尾涡结构表现为2P模式,称为“左分支”;在较高折合速度下,上分支得到延伸,但相比原上分支,尾涡结构发生了明显的变化。 展开更多

关键词 涡激振动 数值模拟 高Re数 振幅特性 尾涡结构

下载PDF 职称材料

锯齿襟翼尾缘叶片对轴流风机气动噪声的影响 被引量：2

12

作者 郑楠 叶学民 +1 位作者 胡佳密 李春曦 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期50-58,共9页

以某双级动叶可调轴流风机为对象,对其动叶片开展齿形襟翼尾缘结构改型。采用雷诺时均方程和k-ε湍流模型及大涡模拟对改型前后的风机性能进行了数值计算,分析了齿形襟翼不同齿长对风机性能、气动噪声及内流特征的影响及内在机理。结果... 以某双级动叶可调轴流风机为对象,对其动叶片开展齿形襟翼尾缘结构改型。采用雷诺时均方程和k-ε湍流模型及大涡模拟对改型前后的风机性能进行了数值计算,分析了齿形襟翼不同齿长对风机性能、气动噪声及内流特征的影响及内在机理。结果表明:齿形襟翼可大幅提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;采用齿形襟翼后,风机效率峰值向大流量侧偏移,运行高效区增宽;齿形襟翼可显著降低风机高频噪声,平均降噪量达13 dB;齿形襟翼改善了动叶尾涡结构,降低了叶中及叶根尾缘处能量耗散,影响了尾流逆压梯度区分布,减小了反向对涡核心区的二次回流强度,降低了风机气动噪声;齿长为0.8%弦长的齿形襟翼在改善效率、全压和降噪方面综合性能最优。 展开更多

关键词 齿形襟翼 动叶可调轴流风机 气动噪声 尾涡结构 内流特征

原文传递

小角度斜流下导管桨/螺旋桨尾流场数值分析 被引量：2

13

作者 张嶔 何聪 +2 位作者 许情 赵昌宇 郭子康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1102-1108,共7页

为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外... 为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外围导管的保护作用,其尾流场受倾角的影响作用较为明显,且其叶梢涡与桨毂涡的相互作用更加剧烈,流场涡结构也更为复杂。从对尾流场湍流动能的分析可以看出,导管桨的部分湍流动能因转化为导管的推力略低于螺旋桨。 展开更多

关键词 导管桨 螺旋桨 斜流 延迟分离涡模型 滑移网格 数值模型 流场特性 尾涡结构

下载PDF 职称材料

仿生胸鳍的三维尾涡结构与参数影响分析 被引量：2

14

作者 李宁宇 苏广胜 +3 位作者 赵云鹤 孙向东 张嗣祺 苏玉民 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期66-76,共11页

为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参... 为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参数影响分析。结果表明:迎流面在背、腹侧边缘及鳍梢部显著涡旋结构的作用下所出现的低压力区,加之鳍表面和上游来流之间好的垂直度共同造成了在动力划水阶段的高推力;在恢复划水阶段的高升力与背侧边缘涡强度的持续增加,以及因鳍表面倾斜而引起的水动力被分解到竖直方向的比重提升有关;胸鳍尾流场被一个三维双环涡结构所支配;当前的模拟为仿胸鳍推进建立了一个最优的斯特劳哈尔数St范围(在0.55附近),在此之后平均推力仍随St的增大而增加,而推进效率则表现出一个缓慢降低的趋势;当前后拍动与纵倾运动之间的相位差为90度时,胸鳍同时取得最佳的推力和效率。 展开更多

关键词 胸鳍 尾涡结构 浸入边界法 推力系数 升力系数 水下机器人

下载PDF 职称材料

颗粒沉降问题的高解析度CFD-DEM-IBM流固耦合数值模拟方法 被引量：2

15

作者 底瑛棠 赵兰浩 毛佳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期286-294,共9页

为实现颗粒沉降问题的精确数值模拟,探索稠密颗粒两相流中流体与颗粒间的影响机制,基于浸入边界法(IBM),建立了高解析度CFD-DEM-IBM流固耦合数值模拟方法。分别通过流体动力学方法(CFD)及离散单元法(DEM)描述连续流体及非连续颗粒,引入... 为实现颗粒沉降问题的精确数值模拟,探索稠密颗粒两相流中流体与颗粒间的影响机制,基于浸入边界法(IBM),建立了高解析度CFD-DEM-IBM流固耦合数值模拟方法。分别通过流体动力学方法(CFD)及离散单元法(DEM)描述连续流体及非连续颗粒,引入浸入边界法处理颗粒移动边界,并在Navier-Stokes动量方程中附加体力项以体现流固相互作用,采用交错迭代算法在同一时间步内多次迭代求解直至收敛以实现流固间的强耦合。通过单、双、群颗粒的沉降行为模拟,结果表明:与传统CFD-DEM方法相比,该方法能够准确考虑颗粒间及流固两相间的相互作用,获得高解析度的流场信息。模拟结果与前人数值计算结果吻合,验证了该方法的准确性与有效性及其对稠密颗粒两相流问题的适用性与优越性。 展开更多

关键词 颗粒沉降 流固耦合 浸入边界 两相流 尾涡结构

下载PDF 职称材料

平流层飞艇尾部形状对气动阻力的影响 被引量：2

16

作者 张海军 郭雪岩 +1 位作者 杨帆 戴韧 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期555-562,共8页

为了研究平流层飞艇尾部动量边界层厚度与尾涡结构,应用LES(大涡模拟)方法计算了零攻角工况下飞艇绕流场,并对LOTTE和M-LOTTE两种飞艇进行了对比分析.采用Q分布和涡量描述回转体尾涡结构,根据Q分布可以确定M-LOTTE飞艇较LOTTE飞艇尾部... 为了研究平流层飞艇尾部动量边界层厚度与尾涡结构,应用LES(大涡模拟)方法计算了零攻角工况下飞艇绕流场,并对LOTTE和M-LOTTE两种飞艇进行了对比分析.采用Q分布和涡量描述回转体尾涡结构,根据Q分布可以确定M-LOTTE飞艇较LOTTE飞艇尾部分离区显著减小;并分析了回转体的轴对称曲面动量边界层厚度对飞艇气动阻力的影响,随着飞艇尾部厚度逐渐减小,动量边界层厚度逐渐增大,M-LOTTE飞艇尾部动量边界层厚度明显小于LOTTE飞艇.飞艇尾部动量边界层厚度分布说明了MLOTTE飞艇的总阻力系数较LOTTE飞艇降低17.2%的原因,同时也表明飞艇尾部形状对飞艇气动阻力影响较大. 展开更多

关键词 平流层飞艇 大涡模拟 LOTTE飞艇 动量边界层厚度 尾涡结构

原文传递

高频同相扰动信号对升沉扑翼水动力性能影响 被引量：1

17

作者 高鹏骋 黄桥高 +1 位作者 潘光 赵嘉祯 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期124-130,共7页

为探究外界输入正弦扰动信号对升沉扑翼推进性能和尾涡结构的影响,采用数值模拟方法研究了在一个升沉扑翼的基础正弦输入信号中加入高频同相正弦扰动.数值计算结果表明:在大多数情况下,引入扰动增加了轴向推力,尤其是当基频为0.50 Hz时... 为探究外界输入正弦扰动信号对升沉扑翼推进性能和尾涡结构的影响,采用数值模拟方法研究了在一个升沉扑翼的基础正弦输入信号中加入高频同相正弦扰动.数值计算结果表明:在大多数情况下,引入扰动增加了轴向推力,尤其是当基频为0.50 Hz时,外加12 Hz扰频促使轴向推力增加至原来的843.5%.计算结果证实:仅在基频较低的情况下,升沉扑翼能拥有良好的推进效率,随着基频或扰频的增大,扑翼推进效率均呈下降趋势.结果表明:当最低基频为0.50 Hz时,随着扰频的增加,尾涡结构在扰频为4 Hz情况下开始由无明显涡脱落模式转换为2S模式;当基频为0.75 Hz时,尾涡结构随着扰频的增加由2P模型转换为2S模式;在1.00,1.25,1.50,1.75 Hz基频情况下,尾涡结构随着扰频的增加由2S模式变得杂乱. 展开更多

关键词 升沉扑翼 正弦扰动 推力性能 推进效率 尾涡结构

原文传递

齿形襟翼及跨度对风机气动性能影响的数值研究 被引量：2

18

作者 郑楠 叶学民 +1 位作者 胡佳密 李春曦 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1081-1089,共9页

基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系。结果表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨... 基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系。结果表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨度成正比,襟翼跨度为0.9时的全压提高1 409 Pa;采用齿形襟翼后的风机降噪量随襟翼跨度的减小而增大,襟翼跨度为0.7时的降噪量达18.33 dB;齿形襟翼削弱了叶片尾迹强度,改善了叶根泡状涡尺寸,在襟翼顶部形成一较长管状涡,减弱了尾涡与叶顶泄漏流的相互作用;襟翼跨度越小,改善成效、降噪效果越显著;襟翼跨度为0.9时的齿形襟翼在改善全压、拓宽高效区和降噪等方面的综合性能最优,且在变安装角工况下可有效提升风机全压、改善大流量侧效率。 展开更多

关键词 动叶可调轴流风机 齿形襟翼 襟翼跨度 气动性能 噪声 尾涡结构

下载PDF 职称材料

细长椭球体在水中自由下落的运动特性实验研究 被引量：1

19

作者 詹军 张杰 +1 位作者 阳倦成 倪明玖 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期716-727,共12页

固体颗粒在液体中的运动现象在日常生活和工业应用领域广泛存在,其中因蕴含着丰富的流体力学现象而受到学者们的广泛关注.本文通过实验研究了细长椭球体在水中受浮力影响的下落特性.实验中采用带有两台相互垂直的高速摄像机和光源组成... 固体颗粒在液体中的运动现象在日常生活和工业应用领域广泛存在,其中因蕴含着丰富的流体力学现象而受到学者们的广泛关注.本文通过实验研究了细长椭球体在水中受浮力影响的下落特性.实验中采用带有两台相互垂直的高速摄像机和光源组成的运动跟踪平台并结合荧光染色技术对细长椭球体下落过程中的运动轨迹和尾涡结构进行研究.文中选用的细长椭球体与环境流体的密度比为1.2,其长短轴比范围为2~10,相应的阿基米德数范围为400~1400,对应实现的终态雷诺数范围为120~1350.实验过程中我们观察到细长椭球体在水中下落过程中产生的5种典型路径,分别为:小振幅不规则运动、小振幅高频振荡运动、大振幅低频振荡运动、高度非线性运动以及直线运动,并得到了对应的速度振荡以及倾斜角的演化规律.进一步地,分析了细长椭球体运动过程中受到的阻力系数与雷诺数之间的关系.随后采用荧光可视化技术清晰获得了颗粒下落过程中的尾涡结构特性,并结合颗粒的运动状态详细分析了涡脱落过程对颗粒运动状态转捩的影响.最后,通过对比前人关于圆柱体下落的运动特性的相关结果,获得了细长椭球体和细长圆柱体运动特性之间的异同点以及其潜在的物理机理. 展开更多

关键词 尾迹不稳定性 细长椭球体 运动追踪系统 尾涡结构

下载PDF 职称材料

刚柔组合搅拌反应器强化流体混合数值模拟 被引量：1

20

作者 彭荣 刘作华 熊黠 《化学反应工程与工艺》 CAS 北大核心 2019年第2期121-128,共8页

为了确定搅拌反应器内的流场结构特征以助于混合过程的定向调控,采用数值模拟的方法对比研究了刚性搅拌桨反应器和刚柔组合搅拌桨反应器内的流场结构。分别从搅拌槽内轴向速度分布、速度场、尾涡结构和湍动能分布等方面阐述刚柔组合搅... 为了确定搅拌反应器内的流场结构特征以助于混合过程的定向调控,采用数值模拟的方法对比研究了刚性搅拌桨反应器和刚柔组合搅拌桨反应器内的流场结构。分别从搅拌槽内轴向速度分布、速度场、尾涡结构和湍动能分布等方面阐述刚柔组合搅拌桨对流体混合的强化作用,同时考察了桨型、转速、桨叶直径及搅拌桨安装离底高度对流场的影响。结果表明:与刚性搅拌桨体系相比,刚柔组合搅拌桨体系中流体轴向速度、高速流动区域体积、湍动能和尾涡结构都更大。更高的转速及更大的搅拌桨直径均有利于流体混合,过高或过低的安装离底高度均不利于搅拌槽内流体混合。总体而言,与刚性桨相比,刚柔组合桨对流体混合有明显的强化作用。 展开更多

关键词 刚柔组合搅拌桨 数值模拟 流场分析 尾涡结构

下载PDF 职称材料