壁湍流标度律的实验研究

本文利用高分辨率、高帧率PIV系统对湍流边界层中的脉动速度结构函数及标度律进行了实验研究。实验是在动量损失厚度雷诺数Reθ=3069下测量平板湍流边界层的二维瞬时速度场。利用在动量损失厚度雷诺数3069下测得的数据,对多种脉动结构的标度律进行了研究,结果表明流向脉动速度u’的统计结构量均存在明显的标度律,且标度指数与sL标度律基本吻合,只是随尺度的不同而略有不同,且呈现一定的规律性。     

类-1湍流边界层时平均壁面垂向速度普适解析律

湍流边界层普适统计规律的探索一直是湍流研究中的重要课题之一.该文在前人成功获得零压梯度平板湍流边界层流向速度普适规律的基础上,对壁面切应力仅为流向坐标函数的类-1湍流边界层,采用时-空间平均摩擦速度为尺度,根据壁面律研究中所获得的经验,设计构造了反映垂向速度边界层特征的指示函数(Indicator Function,I...     

曲率对边界层湍流结构的影响

本文计算了沿不同曲面流动的湍流边界层。提出了考虑曲率影响的双方程湍流模式。通过与实测的穿过边界层的湍流能量和结构系数分布的数据比较,分析了曲率对边界层的影响。结果发现,曲率对边界层湍流结构的影响小于旋转的影响,但在不旋转的蜗壳中,不能略去曲率的影响。     

均匀切变湍流边界层的特性

本文运用快速畸变理论对均匀切变湍流边界层特性进行了研究，并重点探讨了均匀切变湍流边界层与无切变湍流边界层之间的联系，以及初始各向异性对均匀切变湍边界层特性的影响。     

湍流边界层内穿层固粒运动性态的研究

本文对固相为稀相的气固两相湍流边界层流动,假定固粒不影响边界层特性并忽略固粒之间的相互作用,在平均场的意义上,分析了穿层固粒所承受的作用力及其他因素对固粒运动性态的影响,研究了固粒穿越边界层后碰撞壁面时的不同现象,提出了固粒运动性态的分类准则,并且对以磨损为着眼点的气固两相边界层的研究前景进行了探讨。     

壁面粗糙度突变对湍流边界层的影响

本文探讨了湍流在流动不同粗糙度的壁面时粗糙度突变对为点下游流动的影响，假定粗糙度突为引起的扰动小扰动，流动物理量的扰动值满足自似分布，本文分析了得到了描述突点下游流动特性的长度尺度，速度剖面，时均流速及摩阻流速的表达式，并通过实验对理论分析的理论进行了验证。     

有压力梯度湍流边界层条纹结构的流动显示

本文利用氢泡技术对有压力梯度的湍流边界层进行了流动显示的研究，发现在不同的压力梯度下条纹结构的形状以及强度等发生了变化，得出：逆压梯度能够激励和促进湍流边界层条纹结构的发生和发展，而顺压梯度对之有抑制作用。     

电磁力对湍流边界层相干结构的影响

利用一组铷-铁-硼强铁磁体和电极组成的电磁极阵列,在海水平板湍流边界层中产生具有一定穿透深度的电磁力,实验研究了行波式洛伦兹力（Traveling—Wave-Like Lorentz Force）对湍流边界层快慢条带的影响,氢气泡流动显示表明在电磁力的影响下,湍流边界层底层快慢条带相干结构出现间距是平均值2～3倍的低速区域,低速条带的统计平均间距明显增大。     

湍流边界层外区相干结构对异质悬浮粒子运动的作用

湍流边界层外区的相干结构主要表现为大尺度横向涡。本文针对横向涡的特性,提出了横向涡的概化模式。而后对横向涡中单个异质悬浮粒子的运动进行了数字模拟,对粒子的尺度与密度,横向涡特性及小尺度运动对悬浮粒子运动的影响进行了探讨。     

各向异性对无切变边界层与轴对称应变湍流特性的影响

本文运用湍流快速畸变理论对各向异性条件对无切变边界层及轴对称应变湍流特性的影响进行了探讨，对无切变边界层，所进行扮析与实验资料表明，此时各向异性的影响在于增加纵向紊动强度及减小横向紊动强度，但其对垂向紊动影响甚小，对轴对称应变湍流，本文也对紊动强度与雷诺应力随向各异性条件的变化进行了分析。     

柔性壁对湍流边界层速度型的变形影响

本文从稳定性的观点出发，研究了粘弹性柔性壁对湍流边界层的影响。由柔性壁边办层稳定性问题的特征值计算结果发同，原刚性充边界层的速度型导致流固耦合系统不稳定，对数区上移后的边界层速度型却可以使耦合系统稳定，这说明，在没有水动力学不稳定发生的情况下，柔性壁会使湍流边界层中速度型的对数区上移。     

湍流边界层与固粒撞击壁面产生磨损间关系的讨论

本文通过计算到了固体粒子流过平板层流与湍流边界层的运动学特性,比较了这两种情况下固粒对平板的撞击磨损,分析了叶片上加筋的抗磨作用,讨论了气固两相湍流的能耗特性,对耐磨风机的设计具有一定的指导意义。     

考虑逆压梯度和旋转影响时离心叶轮湍流边界层计算及应用

本文通过计算分析了旋转湍流边界层。提出了一种考虑逆压梯度和旋转影响的双方程湍流模式。通过数值试验,找出了Rocr与Re的关系,并由此建立了逆转捩准则。     

复杂剪切湍流场中湍流模型的研究

本文分析了双时间尺度湍流模型在复杂流场中的应用效果，并将双时间尺度概念和各向异性的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力－应变关系相结合，对两个典型湍流场进行了数值模拟。结果表明，双时间尺度模型能较好地预测出复杂剪切流场中的平均物理量，较常规Ｋ－ε模型结果有很大改进。     

暴雨随历时变化的单标度性质研究

将标度理论应用于暴雨的时间尺度问题，研究了暴雨强度随历时变化的标度性质，并探讨了暴雨公式的理论基础。由标度理论阐述了暴雨标度性质（标度不变性）在时间尺度上的意义，并用重庆北碚站的降雨资料对标度性质进行了验证，结果表明：在一定的时间尺度范围（1－7天）内暴雨强度随历时变化具有标度性质。最后由暴雨随历时变化的标度性质，说明了暴雨公式是暴雨在时间尺度上标度特性的表示。     

基于自适应分形分析方法的风速时间序列标度研究

风速时间序列标度分析可为风能预测等提供决策支持,进而提高风能利用程度。结合工程实例,尝试了将在全局拟合、非线性处理和求解精度等方面表现较优的自适应分形分析方法引入至风速时间序列的标度研究。通过与目前常用的去趋势波动分析方法对比显示两种方法的局部标度指数和全局标度指数均十分接近,验证了在风速时间序列标度研究中使用自适应分形分析方法的可行性。     

用内层变量法求解圆管湍流进口修正系数

通过把怀特在直角坐标系下对任意压力梯度平板边界层的积分方法推广到位坐标系当中，推导出圆管湍流进口段中外势流速度和进口段效应系数，这一计算是在求出摩擦系数、边界层厚度和进口段长度的基础上进行的，实验证明实验和计算结果是吻合的，由此证明了计算方法的准确性。