平展流燃烧器内湍流输运过程的数值模拟

采用任意拉格朗日一欧拉(ALE)框架下的有限体积法对平展流湍流输运特性进行了数值模拟研究。根据平展流特征对湍流模拟的κ-ε模型进行了修正，并对计算网格的生成进行了探讨，在此基础上分析了旋流强度对平展流输运特性的影响以及两个平行平展流间的相互作用。     

蜗壳式旋风分离器内的湍流特性（Ⅱ）——环形空间

采用激光多普勒测速系统测试了蜗壳式旋风分离器内的流场，分析了环形空间内的湍流特性，环形空间3个速度分量的湍流度是同一个数量级的，环形卒间入口处、近壁和顶部附近的湍流度变化非常剧烈，呈现强烈的各向异性。     

沟槽面在湍流减阻中的应用

对近些年来的沟槽面湍流减阻技术的工业应用方向 ,沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对于沟槽减阻效能的影响 ,沟槽面对于湍流边界层流动特性的影响 ,沟槽面的湍流减阻机理几方面研究进展进行了综述。从湍流拟序结构理论出发提出 :具有减阻效应的沟槽面不但能通过控制低速制条带间距来降低湍流“猝发”频率 ,而且在“猝发”后的高速“下扫”过程中因其几何结构使藏在槽内的安静流体避免或部分避免因高速“下扫”而“诱导”出较大速度剪切层 ,从而实现减阻。同时指出需要利用先进的实验技术如PIV等图像处理手段并结合直接数值模拟对湍流边界层的瞬时流场进行研究 ,以其找出湍流边界层的流动结构及其运动规律。     

子波分析检测壁湍流多尺度相干结构及间歇性

用热线风速仪精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的流向速度分量的时间序列信号,用子波分析对湍流脉动速度信号进行多尺度分解,提出了用子波系数的瞬时强度因子和平坦因子检测多尺度相干结构的条件采样方法,提取了不同尺度相干结构的条件相位平均波形,研究了多尺度相干结构的统计特征.计算了子波系数的概率密度函数,研究了多尺度相干结构对其的影响.研究发现,提取出的各尺度相干结构是子波系数的概率密度在小概率位置是非Gauss分布的原因.当这些相干结构被分离出后,概率密度函数就回到Guass正态分布.     

带二次流增推尾喷管的脉冲爆震发动机数值模拟研究

为提升现有脉冲爆震发动机增推喷管性能,对带二次流尾喷管发动机分别在定常流和爆震多循环过程进行了数值模拟,研究了二次流尾喷管的流场并计算了其推进性能。结果表明,定常流动中,随着主流压力的升高,注入二次流对尾喷管推进性能的提升幅度逐渐降低;当爆震室内压力很高时,二次流的瞬时流量会自动降低或者停止注入,当爆震室压力较低时,二次流流量又会自动恢复;单管注入二次流对PDE平均推力和平均单位推力的提升率分别达到2.63%和0.36%;双管注入二次流达到5.96%和0.75%。     

PIV与PLIF同步测量方法在湍流扩散研究中的应用

为了定量分析湍流中浓度、温度等标量的输运过程,需要同时获取流场空间内速度和标量的脉动值,以确定湍流扩散特征量。详细介绍了同步应用粒子图像测速与平面激光诱导荧光技术开展测量和数据处理的方法,并应用该方法获取了槽道内两种流体的湍流扩散通量等特征量。研究结果表明,该方法可有效地应用于湍流扩散研究领域。     

等离子喷涂射流对飞行粒子的影响

利用Spraywatch热喷涂监控仪对等离子射流的形貌进行了观察,对飞行粒子的速度、温度进行了测量,并把等离子喷涂射流的产生、脉动和射流对粒子的作用进行了分析研究.结果表明:射流脉动主要是由于电孤大尺寸分流和卷吸作用造成的,改善射流脉动可以减小射流中粒子的速度和温度梯度,进而可以提高等离子喷涂的质量.     

局部阻塞管道中湍流的数值预测

本文提出了一个在回流区壁面附近湍流二方程模式的改进方法,并湍流的涡量输运方程及流函数方结合衰减函数的差分格式计算了局部阻塞管道中程,所得到的湍流的时均速度分布与前人的数值结果相比更接近实验结果.     

管道矩形射流的时均特性

管道矩形射流在工程实际中,特别在燃烧装置上,应用普遍。因此了解和掌握它们的特性及其有关信息是很有价值的。本文通过作者的实际测量(工具为美国tsi公司的双通道热线风速仪)对小特征比的情况做了初步研究。文中给出了描述时均流场的部分结果,即轴线上时均速度的衰减、射流横截面上时均速度的变化、射流半宽度及主副轴的转换等特性。所得结果与前人完成的圆形射流、平面射流以及大特征比矩形射流的实验结果做对比并进行相应讨论。研究表明,矩形射流的时均特性与平面射流和圆形射流有较大区别,但小特征比与大特征比射流之间却存在不少相似之处。     

搅拌反应器流场的数值模拟

使用数值模拟的方法研究了一种搅拌反应器的流场特点,采用k-ε两方程湍流模型分析流场,采用多重参考系法处理搅拌桨区域.结果显示:改进的弧形叶桨形成的流场具有典型的径向流特点,而且轴向流动有所加强;标准k-ε模型和RNG k-ε模型均能较准确地预测搅拌槽内轴向的最大速率,但RNG k-ε模型所得结果更为准确;搅拌槽内的湍流能量主要产生于桨叶周边区域和槽近壁区域;但是桨叶下方区域受循环流动的影响比较弱,而且k值比较小,应该使桨叶更接近槽底部,或者采用带45°倾角的折叶桨,从而加强桨叶的轴向输送能力,改善混合效果.