外区相干结构动脉特性的研究

本文通过对光滑边壁，沙粒加糙和沙波渠床条件下的水流结构的观测，发现边壁对水流结构的直接影响，可达ｙ＾＋≈１００，并得到湍流边界外区的相干结构，虽然存在横向涡纵向涡和垂向涡，但主要表现为大尺度横向涡的形成，发展和衰变过程。通过试验，测出横向涡的形成，维持，衰变各阶段的距离出现的周期特性。     

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。     

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。     

湍流平板边界层近壁区对称与非对称单个相干结构演化机理的比较

本文利用流动稳定性理论中的共振三波概念,构造湍流平板边界层近壁区对称与非对称单个相干结构的理论模式,采用紧致有限差分及Fourier谱展开相结合的方法,数值计算湍流平板边界层近壁区对称与非对称单个相干结构的演化规律,详细分析了对称与非对称单个相干结构的演化结果,得到了一些有意义的结果。     

床面颗粒在湍流相干结构作用下的运动

采用大涡模拟的方法模拟台阶下游的三维瞬态流场,建立了床面上颗粒在水流作用下的运动方程。对颗粒运动方程进行数值求解,得到了颗粒的运动轨迹。根据数值模拟的结果,发现台阶下游流动具有三维性,且存在相干结构。距台阶6倍台阶高度附近的湍流强度具有最大值。在湍流相干结构的作用下,床面颗粒运动具有随机性,其运动轨迹可出现滚动、跳跃和悬浮3种情况。在湍流均方根速度较低时,床面颗粒的运动以滚动和跳跃为主。在湍流均方根速度较高时,床面颗粒能被水流扬起,并悬浮于水中。     

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。     

再附着剪切层中的大涡结构

在空气流动中利用流场显示技术对二维后向台阶流动的分离和再附着剪切层中的大涡结构作了实验研究，发现当分离前为层流边界层时，分离后有一平直段，其长度随来流速度和台阶高度的增大而缩短，剪切层的发展受层中大涡支配，涡脱落频率随来流速度的提高而加快，在再附着点之前有涡的归并现象出现，再附着长度与台阶高度的比值仅与来流速度有关，再附着点附近涡的尺度与台阶高度相当，大涡碰壁后有时被撕裂成两个，有时被撞碎，有时弹离壁面向下游运动，流动很不规则，难以预测。     

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。     

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。     

溢流反弧段紊流过渡区紊动特性的试验研究

本文利用高速水力学国家重点实验室的激光测速系统，对两种的弧半径，三种不同粗糙度的溢流反弧段的水流流速进行了量测。对反弧段边界层的紊动特性进行了分析。给出了反弧段沿水流方向的脉动流速均方值和紊动强度√ｕ＾－’２ｘ／Ｕｅ、可以看出，不仅反弧曲率对紊动强度有明显的影响，而且粗糙度使得紊动强度加剧。     

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。     

斜向自由剪切层流场拟序和湍动特性的实验研究

本文用Ｘ型探头热线风速仪测量了斜向自由剪切层气流场，首次对该流场的测量数据进行能谱、相关维数、相关熵的计算，说明该流场存在三维涡结构，这些结构在距出口一定的位置上形成，具有螺旋状，不存在结构间配对合并等作用，因而剪切层厚度增长较慢。     

粗糙圆管进口段紊流边界层发展区的流动特性

本文在流速分布对数律假设下,通过求解动量积分方程获得了粗糙圆管进口段紊流边界层和进口段长度的计算式。当圆管半径R→∞时,即得到粗糙平板紊流边界层的计算式。本文还给出了粗糙圆管紊流边界层和进口段长度的简化计算式,并建议了粗糙圆管平均流速的计算式及流速分布指数n与参数δ/Δ、δ/R的关系式。本文成果对进一步研究流动阻力等问题是很有益的。     

光滑圆管进口段紊流边界层发展

光滑圆管进口段紊流边界层的研究在理论和实践上都具有十分重要的意义。本文在流速分布符合对数律和指数律的假设下,通过求解卡门边界层动量积分方程获得了光滑圆管进口段紊流边界层发展的计算式,并建议了光滑圆管紊流边界层发展区的平均流速计算式。同时对指数n与参数(u_*δ)/v的关系也进行了探讨。     

坝下消能工局部水流的数值模拟

本文针对坝下消能工紊流的特点，建立了曲线坐标下带自由表面、强紊动水流的数学模型，并编制了坝下消能工数值实验室的大型软件包。利用该软件包对坝下消能工中复杂水流进行了数值模拟，并通过动态显示技术以形象的图形输出，从而可以灵活地修改模型或原型的形状和参数，方便地进行系列数值实验或不同方案的比较，为泄水建筑物消能工的方案选择和设计提供足够精细和准确的数据，有助于数学模型逐步地取代费时耗物的物理模型实验。