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题名壁湍流相干结构的时空多尺度条件平均模态
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作者
李秋营
范子椰
白建侠
程肖岐
姜楠
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机构
天津仁爱学院数学教学部
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
车用动力系统全国重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3409-3417,共9页
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基金
国家自然科学基金(12332017,12202310和12202309)
中国博士后基金(2022M712357)
天津市教委科研计划(2022KJ049)资助项目。
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文摘
对湍流边界层中“喷射”和“扫掠”事件的时间历程和空间物理形态进行描绘并研究其统计特性,是深入认识湍流的重要途经.利用平板湍流边界层四相机阵列大视场高时间分辨率TRPIV(time-resolved particle image velocimetry)实验数据库,获取流-法向平面u-v瞬时速度场的时间序列样本,依据子波分析能量最大准则及条件相位平均统计分析方法,对平板湍流边界层瞬时速度场进行时-空多尺度分析,开展壁湍流相干结构的时空多尺度条件平均模态研究.结果发现:对瞬时速度场中不同法向位置的流向脉动速度信号进行空间多尺度分解得到能量最大流向空间尺度为第9尺度,该尺度湍动能达到峰值,湍流猝发最活跃.提取不同法向位置对应的流向脉动速度时间序列,进行时间多尺度子波分解,发现流向湍动能最大时间尺度随着法向位置远离壁面,逐渐从小尺度第6尺度向大尺度第8尺度转移.获得第6时间尺度喷射和扫掠事件的流向脉动速度、法向脉动速度和瞬时雷诺应力的条件相位平均波形,结果呈现很好拟序性.此外,对4个不同法向位置的第6空间尺度喷射事件和扫掠事件锁定流线和涡量场的空间相位平均模态,发现对数律区的检测点处流线出现明显鞍点-焦点动力系统结构,且在鞍点-焦点动力系统四角的涡量场呈现明显四极子结构,在缓冲层区域,四极子的下层涡对消失,四极子上层涡对诱导流体产生喷射和扫掠事件.该项研究为湍流边界层多尺度涡结构的动力系统模型提供了实验依据.
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关键词
壁湍流
PIV(particle
imagevelocimetry)
子波分析
相干结构
时空条件平均模态
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Keywords
wall-bounded turbulence
PIV(particle imagevelocimetry)
wavelet analysis
coherent structure
spatiotemporal conditional-average mode
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分类号
O357.5
[理学—流体力学]
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题名超高压多次喷射条件下柴油喷雾发展特性研究
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作者
徐丹
杨贵春
刘继林
徐春龙
李华乐
刘永旺
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机构
中国北方发动机研究所(天津)
车用动力系统全国重点实验室
陆装驻大同地区军代室
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出处
《车用发动机》
北大核心
2024年第6期1-7,共7页
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文摘
为探明超高压条件下多次喷射燃油喷雾发展特性,利用高速摄影直拍技术,对高背景密度条件下超高压多次喷射喷雾发展特性进行了研究。研究结果表明:在背景温度303 K,喷孔直径0.148 mm,背景密度60~140 kg/m^(3),喷射压力200~250 MPa条件下,随背景密度增加,燃油喷雾纵向发展受阻,燃油堆积后向径向发展,导致喷雾贯穿距减小(最大减小26%),喷雾锥角增加(最大增加17%);提高喷射压力可以同时提高燃油喷雾纵向及径向的扩散能力;在预喷比例10%~30%,预主喷间隔0.4~1.6 ms范围内,由于主喷燃油与预喷燃油之间的追击效应,使得多次喷射主喷喷雾贯穿距离大于单次喷射,随着预喷油量的增加、预主喷间隔时间的缩短,追击效应加强,主喷喷雾贯穿距增加(最大增加18%);由于主喷燃油对预喷燃油的推动作用,预喷燃油喷雾相对单次喷射燃油喷雾贯穿距离增加,且间隔时间越大,主喷燃油对预喷燃油的推动作用越弱,当间隔时间为1.2 ms时,单次喷射和预喷射喷雾贯穿距离基本相同,推动作用已不明显。
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关键词
柴油机
超高压
燃料喷射
追击效应
喷雾特性
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Keywords
diesel engine
ultra-high pressure
fuel injection
pursuit effect
spray characteristics
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分类号
TK421.4
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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题名向心涡轮可变喷嘴激波优化研究
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作者
程江华
杨世龙
刘正先
李孝检
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机构
天津大学机械工程学院
车用动力系统全国重点实验室
中国北方发动机研究所
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出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期463-470,共8页
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基金
基础产品创新科研资助项目.
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文摘
针对某型增压器涡轮可变喷嘴,在大膨胀比、小开度工况下实施激波优化研究.首先引入可兼顾全局与局部特性的Hicks-Henne函数对喷嘴叶型进行参数化设计,然后提出了静压周向梯度最大值加权方法来量化喷嘴激波强度,最后基于径向基函数和NSGA-Ⅱ遗传算法实施了喷嘴叶型多目标优化.结果表明:优化后喷嘴激波等效强度降低68.88%、总压损失减小25.77%、涡轮绝热效率增大3.57%及流量变化不超过4%,实现了在不降低涡轮气动性能的前提下大幅削弱可变喷嘴激波强度.
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关键词
向心涡轮
可变喷嘴
激波优化
静压周向梯度
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Keywords
centripetal turbine
variable nozzle
shock wave optimization
circumferential gradient of static pressure
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分类号
TK4
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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题名进气结构对扫气性能的影响机理研究
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作者
王增全
梁永森
王文晓
李红
石达宇
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机构
中国北方发动机研究所车用动力系统全国重点实验室
中国北方车辆研究所推进系统技术部
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期65-72,共8页
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文摘
为探究多种进气结构对扫气性能的影响,基于进气口壁厚、进气口形状、进气口偏移量、进气口数量4种气口结构参数,开展正交试验。试验结果表明:直流扫气对置活塞二冲程柴油机的进气结构通过影响进气气流的旋流强度和流通阻力对综合性能产生影响;通过改变进气结构的进气倾角、斜面长度、斜面宽度对进气气流的旋流强度进行调整;通过改变进气结构的进气倾角、总气口接触面对流通阻力产生影响;改变进气旋流强度可以调整扫气性能,改变进气流通阻力可以抑制废气回流。研究发现进气口壁厚为调节对置活塞二冲程柴油机扫气性能的显著因素。
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关键词
二冲程柴油机
扫气性能
进气结构
正交试验
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Keywords
two-stroke diesel engine
scavenging performance
intake structure
orthogonal test
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分类号
TK421
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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