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。     

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...     

考虑重力及离心力的溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程的数值计算

论文分析了溢流坝反弧段水流的运动特征及影响边界层发展的主要因素,认为溢流坝反弧段水流边界层与绕流边界层是不同的。对于有自由水面存在的反弧段水流,在边界层外水流是有势流动的假设条件下,考虑重力及离心力的作用,提出了反弧段紊流边界层的动量积分方程式,计算结果与实验值比较表明文中的计算模式是正确的,可用于分析计算溢流坝反弧段边界层的发展厚度。     

离心叶轮设计及非设计工况湍流RANS模拟的验证和确认

此文使用ANSYS CFX 11.0软件,采用RANS框架下的多种湍流模型对设计和非设计工况下离心叶轮内部流动进行了数值模拟.对数值模拟结果进行了如下分析:(1)与PIV试验及大涡模拟(LES)所得的流动图案进行对比.(2)对不同网格下计算得到的断面流动参数轮廓进行分析.(3)使用通用理查德森外推法,针对标准k-ε模型,在设计及非设计工况下,对离心叶轮设计及非设计工况扬程及轴功率的预测结果进行了验证和确认.研究结果表明标准k-ε模型能够较好地在设计工况下预测离心叶轮内部流动结构,并能准确有效地预测外特性,然而在非设计工况时由于模型误差导致计算结果较差.     

对流项离散方案和湍流封闭模型对高雷诺数方柱绕流拖曳系数计算的影响

使用不同的对流项离散方案和二阶湍流封闭模型对于高雷诺数下(106)方柱绕流的拖曳系数进行了计算,对于数值计算结果通过相互比较和经典的实验室结果进行了比较来分析不同离散方案和湍流封闭模型对于计算结果的影响,同时对于形状阻力和摩擦阻力对于拖曳系数分别的贡献进行了分析比较。本文的计算结果可以作为高雷诺数下类似问题的数值计算中对流项离散方案和湍流封闭模型的选择提供一个参考。     

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。     

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。     

外区相干结构动态特性的研究

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,并得出了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,测出了横向涡的形成、维持、衰变各阶段的距离和出现的周期特性.最后从理论上分析了影响横向涡发展的因素,并得出了横向涡的长度和输运过程的预测计算式.     

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。     

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。     

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。     

溢流坝反弧段紊流边界层空间特性的试验研究

本文利用一维激光测速系统，在实验室模型上，对光滑溢坝反弧段边界层水流特性进行了试验研究，研究表明，溢流坝反弧段内流动存在着微弱的三维结构，流的三维性主要由侧壁边界层及表面棱形波造成。反弧段凹曲壁面上近壁区流速分布仍满足对数律。本文还给出了壁面的切应力，边界层紊动特性及坝面压强等沿程变化的试验结果。     

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。     

波浪边界层中细颗粒粘性泥沙的再悬浮和扩散输移

本文用多尺度摄动方法从理论上推导了波浪边界中细颗粒粘性泥沙的再悬浮和扩散输移的规律，并用几个算例细致地分析了波浪对细颗粒经沙再悬浮和扩散输移的作用。指出：在近 岸及湖泊地位、波浪不仅是细颗粒粘性泥沙再悬浮的主要动力，而且其引起的泥沙扩散输称我工和风生流相当。