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湍流边界层中光滑表面和超疏水表面上的均匀动量区
1
作者 王宇飞 黄逸军 +2 位作者 张津浩 田海平 姜楠 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期25-41,共17页
在Re_(τ)=528的湍流边界层中使用时间分辨的二维PIV研究了光滑表面和超疏水表面上的等动量区. 通过局部动能亏损率检测了湍流/非湍流界面, 随后在瞬时速度场中通过流向速度的概率密度函数检测了湍流区域中的等动量区. 使用了两种分类... 在Re_(τ)=528的湍流边界层中使用时间分辨的二维PIV研究了光滑表面和超疏水表面上的等动量区. 通过局部动能亏损率检测了湍流/非湍流界面, 随后在瞬时速度场中通过流向速度的概率密度函数检测了湍流区域中的等动量区. 使用了两种分类方法分析了等动量区在湍流边界层中的发展和演化, 对比研究了超疏水表面对等动量区特性的影响. 根据瞬时快照中包含的等动量区的数量对流场进行分类, 研究了湍流/非湍流界面的高度与流场中包含的等动量区数量之间的联系, 对比了不同类别流场的统计量, 讨论了等动量区在不同法向高度对于喷射/扫掠事件的贡献, 并讨论了结果在超疏水表面上的差异. 展开更多
关键词 湍流边界层 光滑表面 超疏水表面 概率密度函数 瞬时速度 亏损率 统计量 动量
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壁湍流等动量区对惯性颗粒分布的影响 被引量：2
2
作者 姚易辰 许春晓 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期107-117,共11页
对摩擦雷诺数为1000、颗粒Stokes数为1.0的含颗粒槽道湍流进行了直接数值模拟,采用高斯函数叠加法提取了等动量区的模态速度,对各等动量区内的颗粒分布进行了分析。发现在高动量的核心区,颗粒平均浓度高于非核心区,而浓度脉动低于非核... 对摩擦雷诺数为1000、颗粒Stokes数为1.0的含颗粒槽道湍流进行了直接数值模拟,采用高斯函数叠加法提取了等动量区的模态速度,对各等动量区内的颗粒分布进行了分析。发现在高动量的核心区,颗粒平均浓度高于非核心区,而浓度脉动低于非核心区。在等动量区界面上,流体速度和颗粒浓度变化剧烈,展向涡结构的出现导致了局部颗粒浓度较低。在等动量区的界面以下,在较高的壁面法向位置,存在大尺度的浓度幅值低而浓度脉动高的结构,其等值线分布与核心区/非核心区界面一致。 展开更多
关键词 等动量区 壁湍流 颗粒分布 相干结构 直接数值模拟
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湍流边界层等动量区演化机理的实验研究 被引量：2
3
作者 王超伟 王康俊 +1 位作者 李彪辉 姜楠 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期761-772,共12页
等动量区是瞬时流场中流体动量接近的局部区域,其生成和分布与相干结构密切相关.对等动量区的研究有助于更深入认识湍流边界层相干结构,但目前对其演化过程还缺乏实验支持和机理分析.设计并使用移动式高时间分辨率粒子图像测速技术(TRP... 等动量区是瞬时流场中流体动量接近的局部区域,其生成和分布与相干结构密切相关.对等动量区的研究有助于更深入认识湍流边界层相干结构,但目前对其演化过程还缺乏实验支持和机理分析.设计并使用移动式高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV)系统对光滑平板湍流边界层进行了跟踪测量,用滤波方式对数据进行降噪,结合对直接数值模拟数据的插值结果,获得脉动速度信号.使用改进方法去掉非湍流的影响,检测边界层内的等动量区,得到其数量的时间序列,结合流向速度概率密度函数分布的变化,分析得出了等动量区的数量在大的时间尺度下从一个稳态到另一个稳态的阶梯状变化特点.分解不同尺度的脉动速度,对大尺度和小尺度脉动信号进行条件平均,发现大尺度脉动对等动量区数量变化起主要作用,表现为不同速度流体通过发生不同猝发事件改变流向速度概率密度函数分布.分析流向大尺度脉动空间分布的变化,发现等动量区内常含有多个大尺度脉动区域,不同区域的扩张、收缩、分裂、合并影响流向速度的集中程度,进而导致等动量区数量的变化. 展开更多
关键词 移动式TRPIV 湍流边界层 等动量区 尺度分解 大尺度脉动
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