层流向紊流过渡状态下粘弹性流体的紊流结构

本文应用激光流速仪,对清水水流及含高分子聚合物的流体(粘弹性流体)处于层流、层流向紊流过渡及紊流状态下的紊流结构进行了系统的试验研究。结合紊动随机模型,分析了两种流体处于层流向紊流过渡状态下的紊流结构,导得了计算脉动强度的统一公式,并利用试验成果,对运用随机理论得到的各紊动参数的表达式又一次进行了验证。     

泄水建筑物紊流边界层探讨

本文总结了过去对溢流坝面紊流边界层及泄水建筑物反弧段紊流边界层的试验研究,通过理论分析导出了光滑溢流面及粗糙溢流面边界层厚度的计算关系式,还提出了相应的实用经验式。在对泄水建筑物反弧段边界层厚度变化的分析中,采用了相对边界层厚度δ/δ_0及相对反弧长度s/Rθ,提出反弧中点似为边界层厚度从增厚到减薄的转换点,并根据试验资料提出了点前、后边界层厚度沿程变化的关系式。     

粗糙床面振荡紊流边界层运动的三维格子玻尔兹曼模拟

该文采用格子玻尔兹曼(LB)方法建立了紧密排列颗粒粗糙床面振荡紊流边界层模拟的三维数学模型。收集粗糙床面波浪水槽实验结果,对水槽实验条件下的振荡流边界层进行模拟,模拟得到的平均流速、紊动特性、等效粗糙高度、摩阻系数和边界层厚度等与实验结果进行了全面对比,并对三维涡旋结构进行了分析。结果表明,所建立的LB数学模型可以合理模拟粗糙床面振荡流边界层流动,能够反映三维涡旋特性,可进一步应用于粗糙床面振荡流紊动特性以及床面粗糙参数的研究。     

陡槽紊流边界层的研究

一、概述自本世纪初普朗特(Prandtl)提出边界层概念以来,边界层理论在流体力学领域内得到了广泛的应用和发展。1954年鲍叶(Bauer)~[1]对陡坡上紊流边界层作了系统的室内研究。1965年康拜尔~[2](Campbell)经过对鲍叶资料和几个早年的溢洪道原型观测资料的修正,对紊流边界层的发展、溢洪     

陡槽紊流边界层的计算

一、前言 紊流边界层的研究对于计算溢流坝及陡槽的掺气发生点、能量损失、流速系数以及预估泄水建筑物的空蚀等问题都有密切关系。因此,紊流边界层的研究,对于泄水建筑物的设计具有重要的意义。 鲍叶(Bauer)首先对紊流边界层的发展进行了系统的室内研究,并用以预测溢流坝紊流边界层的发展。陈椿庭、韩立等根据卡门动量积分方程式,利用原型和模型实测资料,提出了溢流坝紊流边界层的经验计算式。由于影响坝面紊流边界层的因素很多,如:溢流坝的曲率、坝面粗糙度以及纵向流速梯度等,而这些经验公式对这     

紊流边界层中压力的脉动

紊流边界层中控制脉动压力的方程式是根据对不可压缩流体的已知方程导出的。讨论了附体紊流边界层并提出壁压脉动的主要原因是层流子层的间歇性喷发的假设。后者是流动显影试验时观察所得。这一假设与巳知的边界层压力脉动的特征是一致的,并为了解它们的作用提供了一个很好的物理框图。对脱体紊流边界层也进行了研究,与附体边界层相比,已推导出的方程式表明,在脱体边界层中可能有一个附加压力脉动源。首先,“紊动—紊动”的相互作用项是很重要的,其次,由于紊动与自由流方向的流速梯度相互作用会引起附加的压力脉动。在没有获得详细的试验资料之前,这些项的确切数值还不知道,但仍可表明:通常的紊动—平均剪切的相互作用可以产生压力模式,它在传递流速仅为自由流速的一小部分时,便会发生传递。因为这一结论与现有的超音速试验成果相矛盾,在超音速脱流中可能会发现压力脉动的附加结构。     

反弧段紊流边界层研究成果综述

概括地介绍了关于“泄水建筑物反弧段紊流边界层”的理论分析，实验研究及数值计算的研究成果，反映了我国自８０年代以来关于这方面研究的领先水平。     

水工建筑物中的紊流边界层问题

一、概述自1904年普朗特(L.Prandtl)提出边界层理论,七十余年来,这个理论在很多工程领域中得到了广泛的应用与发展,促使流体力学取得了划时代的进展。随着水利水电建设的发展,世界上的高坝日益增多,通过泄水建筑物水流的流速有的高达40米/秒以上。水流的空化与建筑物壁面的空蚀、明流水面的掺气、水流作用于建筑物壁面的脉动压力、消能与冲刷等一系列高速水流问题日益突出。近年来,在对高速水流问题的研究     

溢流面紊流边界层及其应用

许多高速水流问题,例如泄流表面的空蚀、水流掺气、能量损失以及水流对建筑物的作用等,都与边界层的发展有关。本文在探索紊流边界层发展规律的基础上,研究了掺气发生点的位置及流速系数计算等溢洪道设计中的几个水力学问题。     

紊流边界层脉动壁压研究

通过试验获得了紊流边界层脉动壁压信号,讨论了不同雷诺数条件下水流脉动壁压的统计特性,并对实测的脉动壁压进行了正交分解与低阶近似的研究．计算结果表明,紊流边界层的脉动壁压可用正交分解进行描述,其特征值随阶数的增加而减小,说明雷诺数越高,紊流中含能模态的激发越多．对脉动壁压进行低阶近似所须的阶数也与雷诺数的大小有关．     

紊流边界层挟气能力的研究

本文通过试验和理论分析,对紊流边界层内紊动扩散系数的分布规律进行了研究,认为扩散系数在边界层内区和外区都可近似看成是直线变化。根据跟随性理论,计算了一般水流频率情况下,水流中可含的气泡直径,从而得出计算气泡上升速度的公式。文中还从输运基本方程出发,推导了掺气水流含气量的计算公式,提出了掺气减蚀保护长度主要是指边界层内紧靠边壁中含气浓度C≥7％的距离的概念,并考虑了掺气浓度沿程的变化,从而导出计算掺气保护长度的计算式.     

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。     

紊流随机理论在边界层中的应用

本文应用作者提出的紊流随机理论,全面讨论了平板边界层紊流的时均结构。根据边界层中沿程各断面惯性力相似的假定,得出了应力分布规律,从而有可能应用紊流随机理论导出紊流边界层中时均流速分布的统一公式。它既适用于边界层的外区,同样也适用于包括粘滞层、过渡层和对数层在内的近壁区;既适用于光滑边界层,也同样适用于过渡边界层和粗糙边界层。关于紊流边界层的脉动结构和阻力问题,将另文论述。     

溢流坝面紊流边界层的发展及其应用

本文根据大量试验资料,提出孔流及堰流的溢流坝面流速分布规律,并把边界层内流速分布归纳为五个典型区段,作为计算空穴指数的依据。由实测流速与理论流速之比,得出沿坝面平均流速系数(?)及S_x/S-(?)关系曲线,以便计算坝面水头损失和挑距。根据坝面紊流边界层发展规律,提出相应计算公式,其结果与试验及原型值较吻合,对反弧末端的压力分布及空蚀、冲刷的可能性进行了分析探讨。     

基于FLUENT的明渠紊流边界层数值模拟

利用FLUENT软件对不同宽深比的光滑壁面明渠紊流边界层进行了数值模拟,主要包括断面主流速、紊动能、壁面切应力及摩阻流速.迭代计算结果表明,FLUENT软件在计算过程中收敛速度快、稳定性好,可以从定性与定量角度真实地反映流场分布状况.     

波流耦合作用下紊流边界层水沙数学模型

在河口地区,波流相互作用下紊流边界层的泥沙起动输移规律非常复杂,深入探讨其泥沙运动规律很有必要。该文基于波浪边界层的控制方程,引入了时均水流压力,通过波流相互作用下的摩阻流速反映波浪与水流的夹角,用标准k-ε模型封闭方程,建立了波流叠加的紊流边界层内的弱耦合水流模型,分别讨论了波浪速度振幅、时均流速等的分布情况,与实测数据对比得到了较好的模拟结果。其次,基于水流模型建立了泥沙模型,采用对称振荡流和波流相互作用两种情况下的泥沙实测数据验证了泥沙模型的正确性,讨论了不同分布规律的涡黏系数对于模型的影响,为实际工程提供理论参考,结果具有一定的指导意义。     

壁紊流的紊流结构及其缩尺效应

本文研究发边壁紊流的壁区紊流结构及其缩尺效应。文包括：（１）研究了壁区的紊流结构特征；（２）论证了壁区的紊流结构对整个紊流场的支配作用；（３）探讨了壁区紊流结构的缩尺影响及其控制，重点讨论了条带结构，涡旋结构和猝发过程的缩尺效应。