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1.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2019,(8)
目的:船用螺旋桨性能评估中常用的雷诺平均方法(RANS)存在许多难题,特别是在处理边界层发展、尺度效应、翼尖和轮毂涡等复杂流动现象时。本文使用动态大涡模拟(DLES)、延迟分离涡模拟(DDES)和应力混合涡模拟(SBES)三种尺度解析模拟(SRS)方法,以提高流动特性预测的准确性。创新点:1.通过SRS方法详细地描述螺旋桨流场的不规则和多尺度湍流结构;2.通过粒子图像测速(PIV)试验,分析缩比螺旋桨的真实流场。方法:1.考虑叶片的周期分布和计算消耗,提取1/5的螺旋桨计算区域,并采用局部网格细化方法,获得分辨率足够高的网格模型(图1);通过仿真结果与已有试验数据的对比,验证SRS方法在螺旋桨性能预测方面的可行性与有效性(图3)。2.通过搭建PIV试验装置(图4),得到缩比螺旋桨在特定横截面上的速度和涡量分布情况下的尾流演变(图9和10),从而分析SRS方法对流场结构的捕捉能力。结论:1.通过定量和定性分析发现,SRS方法在预测特征参数和捕捉流场信息方面表现良好,特别是值得重点关注的SBES模型;2.作为一种可视化流场分析工具,PIV测量方法可以为螺旋桨等旋转机械的设计和性能改进提供一定的参考依据。 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2019,(9)
目的:燃料和氧化剂的快速掺混是发展超燃冲压发动机的关键技术。本文使用等离子体合成射流对超声速混合层进行增强混合,采用实验的方法获得等离子体合成射流扰动后超声速混合层的精细结构,并研究在超声速混合层中等离子体合成射流增强混合的特性。创新点:1.使用纳米平面激光散射技术(NPLS)获取在超声速混合层中由等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构;2.分析由等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构的演化过程。方法:1.使用信号源发生器实现纳米平面激光散射/粒子图像测速(NPLS/PIV)和脉冲电源的时序控制,从而实现NPLS对等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构的捕捉,以及得到PIV获取流场的速度分布;2.获得不同位置截面和不同延时时刻的流场精细结构,并分析等离子体合成射流增强混合的特性;3.对NPLS结果提取湍流边界,计算湍流的混合层的厚度和分形维数。结论:1.等离子体合成射流可以对超声速混合层产生较大的扰动,展向方向扰动范围超过8D;2.等离子体合成射流可以增加混合层的厚度;3.等离子体合成射流的扰动无法进一步提高充分发展的超声速混合层的分形维数。 相似文献
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基于流体层流假设,研究细长输流圆管在弹簧约束条件下的动力学特性.根据虚功原理建立输流管道系统的控制方程,应用有限差分法离散求解域,采用两端简支的边界条件导出了系统广义复特征方程,随后研究了管道固有频率与流体粘性及弹簧刚度的关系.数值求解了流体临界速度,分析了弹簧刚度对临界速度的影响.结果表明:流体平均速度增大则固有频率... 相似文献
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基于随机扰动的影响,建立一个具有年龄结构的线性随机种群模型;根据实际测量值,利用统计学方法给出相应的观测方程;对随机种群模型进行最优控制,得到了使种群资源管理者获得最大经济效益的最优控制及相应的种群资源水平. 相似文献
6.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2020,(8)
目的:通过在喷孔上游安装涡流发生器(VG)来研究超声速横向射流(JISC)的流动特性。采用纳米粒子平面激光散射(NPLS)和空间粒子图像测速(SPIV)技术对流场进行观测,并设计三种工况进行对比实验,以研究横向射流的流动特性。创新点:1.采用NPLS和SPIV为实验观测手段,定量化地研究涡流发生器对超声速来流的穿透深度和横向扩散的影响;2.根据实验观测结果展示涡流发生器与横向射流相互作用的流场特性,揭示涡流发生器的混合增强机理。方法:1.采用NPLS流场进行观测,获得瞬态流场灰度图(图6、7和10～12),并分析不同观测平面的瞬态流场结构;2.基于瞬态流场灰度图,通过边缘检测和统计分析方法,提取射流穿透深度和横向扩散边界(图14),并对涡流发生器的混合增强效果进行分析;3.采用SPIV技术对流场进行观测,获得多个观测截面的平均速度场,并根据速度场计算涡量场(图8、11和15),揭示射流流向涡的涡量分布。结论:1.在设计的三个实验工况中,CASE0是横向射流基本工况;与CASE0相比,CASE1中的VG在喷孔附近的羽流两侧产生了两个诱导涡,在形态上形成了一个耳朵形涡结构;CASE2中VG尾流的间歇性大尺度涡对射流迎风侧的诱导涡起主导作用,产生了一个大尺度流向涡。2.与CASE0相比,CASE1中射流的穿透深度和横向扩散边界分别增加了8.5%和17.0%,而CASE2中的穿透深度和横向扩散边界分别增加了26.2%和0.5%;因此,在CASE2中,穿透深度的增加更显著,而横向扩散没有明显改善,这与相互作用模式的涡结构特性有关。3.涡量分布表明,CASE1中存在一个复杂流向涡系统,且VG的尾流在射流反转旋涡对(CVP)的内侧形成了一对诱导涡,而在CASE0中,诱导涡应该在CVP的下方。4.根据多个yoz截面的涡量场分布可以发现,VG促进了射流肾形涡的形成和发展。 相似文献
7.
《滨州学院学报》2019,(4):5-12
层流向湍流的转捩是流体力学中具有基础研究意义的领域。转捩对流动的热交换、摩擦阻力及边界层发展等均具有很大影响,所以对转捩机理的研究具有重要的工程意义。常采用的转捩位置预估方法是经大量实验数据拟合出经验公式,该方法简便,但适用范围较窄,且对实验要求较高。近年来,高精度数值模拟方法取得了极大进展,流场内划分很密的计算网格后求解Navier-Stokes方程,对流场内的速度、压力脉动项等进行精确计算,可准确模拟流动转捩发展的过程;但该方法计算量大,对计算机硬件要求较高,仍处于探索阶段。目前,工程上主要采用的转捩预测方法是半经验方法,即理论分析耦合实验数据,其中最常用的是基于小扰动理论的eN方法。通过耦合求解雷诺平均NS方程和边界层方程得到边界层内动量损失厚度、速度型分布等参数,代入求解线性稳定性方程得到流动的转捩位置。选取4组算例对该方法进行验证,计算得到的转捩位置与实验数据比较接近,验证了该方法的准确性和可靠性。 相似文献
8.
《临沂师范学院学报》2013,(3):74-78
硅酸盐水泥水化过程的复杂性使得基于传统方法的水化动力学方程人工推导极为困难.通过进化计算方法可以从观测到的硅酸盐水泥水化程度时间序列数据中自动萃取水化动力学方程,然而其时间复杂度很高.因此,可以利用CUDA计算架构对进化过程进行并行加速来减少运算时间.实验结果表明,采用CUDA架构可以获得较高的加速比,所得到的仿真结果可以很好地吻合观测到的水化程度时间序列数据. 相似文献
9.
从原始的N-S方程推导出相应的小扰动方程,通过长波摄动法进行了求解,得到了一系列稳定参数在内的临界雷诺数关系式,然后用MATLAB软件数值模拟分析了Peclet数、斜面角度和Magelanni数等对流动稳定性的影响. 相似文献
10.
通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,并将其负载在凹土上,制得TiO2/凹土光催化剂,用其处理活性深蓝K-R模拟印染废水,通过改变溶液初始浓度,考察TiO2/凹土光催化剂对活性深蓝K-R模拟印染废水的脱色情况,并进行动力学研究.结果表明:溶液初始浓度越低相对去除率越高,但绝对去除量随初始浓度的增大而增大;光催化降解符合一级动力学方程. 相似文献
11.
《赤峰学院学报(自然科学版)》2016,(15)
采用混合模拟法研究地球远磁尾磁场重联过程,分析了离子温度的特性及其在出流区的动力学问题.磁场重联过程使离子温度在等离子体片边界层中显著升高的同时,在重联边界层过渡区表现出了十分明显的T‖T⊥的温度各向异性,而激波的上游区温度情况却与之相反.速度分布的模拟结果显示,出流区离子速度分布随着磁场重联的发展和演化逐渐偏离了初始的麦克斯韦分布,出现部分球壳状的分布.重联进一步演化之后,离子在速度空间分离成两部分,形成类哑铃状分布位形. 相似文献
12.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(7)
目的:研究涡环空化产生的环状空泡的振荡周期及其冲击壁面溃灭的动态过程。创新点:1.通过实验方法,比较几种不同的速度环量计算模型在环状空泡振荡控制方程中的适用性。2.通过声学方法,得到环状空泡在撞击壁面溃灭过程中的频谱特征。方法:1.通过管内空泡膨胀产生高速射流;高速射流在管口处形成涡环并发生涡环空化。2.基于高速摄像进行流体分析。结论:1.在管内空泡溃灭后,环状空泡以恒定速度沿管的轴向运动,且其振荡周期几乎保持不变。2.环状空泡的振荡周期基本上满足规律:τ~R_0(ρ/ΔP)~(0.5)[ln(8/ε)]~(0.5)。3.在空泡振荡的最小直径为特征直径;根据空心涡核模型,可以计算得到最接近实验结果的速度环量值。4.当空泡冲击壁面时,空泡的环向直径将变大。5.环向直径的最大扩张比α与其截面直径与环向直径的比ε相关:α~ε~(0.25)。 相似文献
13.
《赣南师范学院学报》2013,(3):4-6
从1+1维非局域非线性薛定谔方程出发,结合非局域对数型饱和型非线性介质中非线性折射率的变化规律,构建出了1+1维双曲正割光束在弱非局域对数饱和型非线性介质所对应的拉格朗日密度函数.在此基础上,运用变分法研究了1+1维双曲正割光束在弱非局域对数饱和型非线性介质中的传输规律,得到了光束各参量的演化方程.通过对光束各参量的演化方程进一步分析得到了束宽演化的动力学方程和一个临界束宽;当光束从束腰处并且以临界束宽入射时,得到了一个稳定的1+1维双曲正割型空间光孤子. 相似文献
14.
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基于Galerkin方法,得到了方腔内高粘度流体盖振动拖动下瞬时速度场解析解.建立了混合过程动力学方程,确定了合适的积分步长,采用了4阶Runge-Kutta方法进行示踪剂数值积分追踪,对方腔内周期性混沌混合进行了模拟表征.结果表明,流场表现出对初始位置敏感性,不同的位置临界时间不同.示踪剂粒子运动表现出随机性,几乎游历了整个方腔.Poincaré截面没有发现大尺度KAM岛的存在,说明混沌是遍布方腔的,但粒子在空间存在某种分布特性.示踪剂界面的几何演化图像及界面拉伸分析表明,界面增长随时间呈指数规律变化,在经过一定的时间后,不同初始位置的示踪剂界面拉伸表现出自相似和渐近特性. 相似文献
16.
张一方 《商丘师范学院学报》2013,(6):28-33
基于粒子的动力学模型及其拉氏量和方程,进行了某些更深入的研究和应用.它可以联系于袋模型;方程的解联系于各种势;其简化的振动-转动模型和谐振子模型等导致各种质量公式.由此进一步讨论了强子的某些质量公式.最后提出动力学模型可能的发展方向. 相似文献
17.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2019,(4)
目的:1.通过分析Riga板的抽吸效应来控制流体运动和减少摩擦力和压力阻力;2.利用磁场的速度滑移效应来控制流体的流速;3.基于辐射原理控制热传导并减小阻力。创新点:1.本研究可应用于核电厂、飞机、潜艇以及卫星等设施中推进装置的设计;2.本研究可用于防止边界层分离以减少湍流的产生。方法:1.构建基于偏微分方程的数理模型;2.利用相似变换法将偏微分方程简化为常微分方程;3.利用Matlab内置求解器bvp4c对常微分方程组进行数值求解;4.基于求解结果讨论稳定性。结论:1.对于拉伸/收缩两种情形的Riga板问题都存在对偶解;2.数值求解结果显示表面摩擦系数和表面传热率均会随着吸力的增大而增大,而随拉伸/收缩参数?的增大而减小;3.上支解的努塞尔数增大而下支解减小;4.辐射会提高边界层内的温度,而增强滑移效应则会提高流速同时降低边界层温度;5.只有上支解是长期稳定的。 相似文献
18.
朱文菲 《泰州职业技术学院学报》2009,9(1)
实验采用激光微米粒度测试仪在线测定混凝处理时絮粒的成长过程,并初步探讨了搅拌槽内三种絮凝剂Pac、PFC、PAM以及复配的絮凝剂PAC与PAM、PFC与PAM处理长江水时的絮凝动力学.研究结果表明,在絮凝初期絮团的生长过程可以用絮凝动力学方程lnN/N0=-kt描述.其中,k值为初始速率常数.k值越大,絮凝速度越快,最终的混凝效果越好;反之,k值越小,则絮凝速度越慢,最终的混凝效果越差.在实际应用中可以通过k值的大小来确定混凝时所需要的最佳条件. 相似文献
19.
Wang Liedong 《大连大学学报》1993,(4)
形如 f″(x)+g(x)·f(x)=0的微分方程,其中 g(x)是 x 的周期函数.这类方程就是马奇耶方程.马奇耶(Mathieu)方程在实际工程中有着广泛的应用.关于它的周期解的研究,是结构动力屈曲分析的理论基础;同时也是常微分方程稳定性理论的—个重要内容.在马奇耶方程的周期解中,稳定与不稳定解的分界线即临界解是十分重要的.本文给出了临界解的求解方法,证明了临界频率方程的收敛性,讨论了某些干扰因素对临界解的影响。在实际工程中,这些干扰因素体现在结构阻尼,结构初始缺陷,结构的非线性几何点系结构的纵向惯性矩及转动惯性矩、复合材料的耦合效应等.计算结果表明,对于马奇耶方程的微小干扰,都将严重影响其临界解甚至改变解的性质.因此,在分析结构动力屈曲问题时,必须考虑问题所能包含的上述各项因素. 相似文献
20.
提出一种基于大涡模拟(LES)和气泡群平衡方程(BPBE)的舰船气泡尾流特征参数研究的数值分析法:首先建立舰船尾流场LES控制方程,结合实船初边始条件,对流向的速度进行数值模拟;然后再将LES计算得到的速度代入BPBE方程进行尾流中气泡数密度分布(BND)的求解。计算结果表明:BND沿尾流流向的分布基本符合指数分布,在500 m以内的区域衰减速度很快,500 m以外的区域衰减速度缓慢;在离船尾越近的地方,小气泡的相对BND越大;在3 000 m距离处BND最大的气泡尺寸约为70μm。该方法计算效率较高、占用空间较少,可望为舰船气泡尾流特征的研究提供新的有效手段。 相似文献