亚声速热射流声源模型的应用（英文）

对亚声速转捩热射流中失稳波相关的噪声产生机制进行了研究,并与冷射流中的结果进行了对比.基于时均大涡模拟(LES)流场,通过求解线性抛物化稳定性方程(LPSE)得到了失稳波的空间演化特性,然后基于LPSE的解与声比拟方法构建了射流的线性及非线性声源模型.LPSE结果表明,加热可以提高失稳波的空间增长率,使其更早达到饱和.由线性模型分析可知,加热会提高高频模态的声压级(SPL).与冷射流相比,热射流中线性模型预测的声压级与大涡模拟结果间的差距更小,表明线性机制在热射流中作用更大.在亚声速冷射流中,非线性模型在之前的研究中已经被证明可以提高声辐射效率.在当前热射流中,发现非线性模型与大涡模拟间的声压级差距被进一步的缩小,且温度相关的声源项在声辐射中发挥更重要的作用.     

亚声速热射流声源模型的应用

对亚声速转捩热射流中失稳波相关的噪声产生机制进行了研究,并与冷射流中的结果进行了对比.基于时均大涡模拟(LES)流场,通过求解线性抛物化稳定性方程(LPSE)得到了失稳波的空间演化特性,然后基于LPSE的解与声比拟方法构建了射流的线性及非线性声源模型.LPSE结果表明,加热可以提高失稳波的空间增长率,使其更早达到饱和.由线性模型分析可知,加热会提高高频模态的声压级(SPL).与冷射流相比,热射流中线性模型预测的声压级与大涡模拟结果间的差距更小,表明线性机制在热射流中作用更大.在亚声速冷射流中,非线性模型在之前的研究中已经被证明可以提高声辐射效率.在当前热射流中,发现非线性模型与大涡模拟间的声压级差距被进一步的缩小,且温度相关的声源项在声辐射中发挥更重要的作用.     

含悬浮固粒射流界面稳定性研究

利用气固两相耦合模型,理论推导出含悬浮固粒射流的稳定性方程,通过数值计算得到了两相射流稳定性特征曲线、固气扰动速度比值幅值曲线及固气相位差曲线,进而得到了关于固粒对流场中扰动增长和传播的影响及失稳过程中固粒扰动特性的结论。这些结论对于两相射流发展的认识和工程实际中实施对两相射流场的人工控制有重要意义。     

双曲可压薛定谔映射流的有限时间奇异性（英文）

本文研究了双曲可压薛定谔映射流(简称HCSM)在n维空间中的奇异解及解的能量特性.使用球极投影,得到了HCSM的一等价方程.该方程存在一有限时间奇异性的解.基于该解,通过精细的分析得到了解的衰减速率和总能量的估计.该奇异解的例子证明了:n维空间中的HCSM存在光滑有限初始能量下的有限时间奇异解.     

高浓度悬浮固粒对射流界面的粘性稳定性影响

该文首次利用双流体模型和扰动速度势理论,推得含高浓度悬浮固粒的射流界面粘性稳定性方程和对应的固气扰动速度比值方程．通过数值计算,得到了不同雷诺数及固粒属性的射流界面粘性稳定性曲线和对应的固气扰动速度比值曲线．在分析和比较所得的粘性稳定性曲线的基础上,得到了流场雷诺数及固粒特性对射流界面粘性稳定性影响的结论．同时,通过分析所得的固气扰动速度比值曲线,得到了流场雷诺数及固粒等效斯托克斯数对固粒跟随气流的扰动 性能的影响的结论．这些结论是首次在计入气流的粘性的条件下得到的,不同于文献［８］和文献［１０］相关的囿于无粘情形的研究,对于两相射流发展的认识和工程实际中实施对两相射流场的人工控制有重要意义．     

带有横向射流的三维超声速湍流流场分析

应用显式的五阶WENO格式,结合k-ε湍流模型,求解三维Favre平均N-S方程,计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为30的超声速气流的干扰流场。结果表明,在射流上游,射流的阻碍使超声速气流产生分离,形成两个主要的回流区域,主回流导致在方孔射流两侧形成马蹄涡区域,射流下游存在低压区域,形成较小的回流以及一对螺旋形旋涡。     

不可压缩流体的湍流理论

本文从湍流Reynolds平均运动方程和逐阶速度关联的动力学方程出发,引进了准相似性条件和对关联方程中耗散项的假定,利用逐级近似方法发展了湍流理论.作为一级近似的应用例子,我们曾在忽略三阶关联项下,求解了湍流槽流,平面尾流和射流的平均运动方程和二阶关联方程,得到了理论和实验符合的结果. 本文在一级近似的基础上,进一步引进了三阶和四阶关联的方程作为二级近似,并求解了平面湍流尾流.得出的三阶关联的理论计算和现有的实验的比较是令人满意的.理论也给出了四阶关联。它可以用实验来验证.也可以用它求更高阶的关联.     

带用横向射流的三维超声速湍流流场分析

应用显式的五阶WENO格式，结合k-ω湍流模型，求解三维Favre平均N－S方程，计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为3．0的超声速气流的干扰流场。结果表明，在射流上游，射流的阻碍便超声速气流产生分离，形成两个主要的回流区域，主回流导致在方孔射流两侧形成马蹄涡区域，射流下游存在低压区域，形成较小的回流以及一对螺流形旋涡。     

多股射流水垫塘三元流动数值模拟及消能

对多股淹没射流作用下的水垫塘二元流动进行了三维全椭圆型紊流数值模拟,并根据实测结果对部分常用紊流模型系数进行了修正。文中分析讨论了多股射流入塘后的水流结构及消能机理;研究表明,由于多股射流扩散迅速、能耗增加和全方位“动水垫”效应,使其在充分发挥水垫塘的消能作用、提高消能率和降低壁面动水压力及冲刷等方面明显优于单股射流.     

锯齿射流与圆射流流场和远场噪声特性的对比研究

采用大涡模拟研究了高亚音速、基于直径Reynolds(雷诺)数为Re=105的圆喷管构型射流和6齿喷管与4齿喷管构型的锯齿射流.将圆射流的计算结果与前人已有的实验和大涡模拟结果进行了对比,验证了当前计算结果的可靠性.对比研究了锯齿射流与圆射流特征,结果显示锯齿射流在近喷口附近具有更大的径向扩张率和更短的势核区长度;锯齿射流的总声压级在低辐射角度上相比于圆射流可低4 dB,而在侧边辐射方向噪声没有明显升高.分析了锯齿射流和圆射流远场压力脉动的前三阶周向Fourier(傅里叶)模态m=0,1,2,结果显示三组算例在同一周向模态上呈现出相似的声压级分布,然而4齿锯齿射流的第零阶和第一阶周向模态在高辐射角度上相较于圆射流具有更高的噪声水平.将POD分解技术用于提取特定周向模态上的最具能量的大尺度结构,在与大尺度结构相关的波包特征角度部分解释了锯齿射流和圆射流远场噪声特性的不同.     

锯齿射流与圆射流流场和远场噪声特性的对比研究（英文）

采用大涡模拟研究了高亚音速、基于直径Reynolds(雷诺)数为Re=105的圆喷管构型射流和6齿喷管与4齿喷管构型的锯齿射流.将圆射流的计算结果与前人已有的实验和大涡模拟结果进行了对比,验证了当前计算结果的可靠性.对比研究了锯齿射流与圆射流特征,结果显示锯齿射流在近喷口附近具有更大的径向扩张率和更短的势核区长度;锯齿射流的总声压级在低辐射角度上相比于圆射流可低4 dB,而在侧边辐射方向噪声没有明显升高.分析了锯齿射流和圆射流远场压力脉动的前三阶周向Fourier(傅里叶)模态m=0,1,2,结果显示三组算例在同一周向模态上呈现出相似的声压级分布,然而4齿锯齿射流的第零阶和第一阶周向模态在高辐射角度上相较于圆射流具有更高的噪声水平.将POD分解技术用于提取特定周向模态上的最具能量的大尺度结构,在与大尺度结构相关的波包特征角度部分解释了锯齿射流和圆射流远场噪声特性的不同.     

热幅射对抽吸或喷射三维Couette流温度分布的影响

在固定的底板上有横向正弦射流,而匀速运动的多孔介质顶板以常速率完全抽出的情况下,理论分析了热幅射对三维Couette流动温度分布的影响.在这种射流速度下,流动呈现三维流动.利用图形分析了Prandtl数、幅射参数和射流参数对传热速率的影响.Prandtl数对温度分布的影响比射流参数或幅射参数大得多.     

电场驱动直射流的动量方程

给出了电场驱动直射流的一维动量守恒方程．该方程是用应力分量表示的,适用于任何流体本构关系,只要流体是不可压缩的．结果显示,为了使方程封闭,需要沿轴向和径向两个方向的本构关系．然而,当附加应力张量的迹为0时,只需要沿轴向的一个本构关系就足够了．还发现,射流的第二主应力差的零阶近似总为0．与其他类型的动量方程做了比较．     

关于串联式管系共振脉冲射流的瞬态特性

文献[1]在对理想流体管系给出其固有频率的基础上,设计了串联式和分流式共振脉冲射流的适用装置,经测试瞬态压力表明,其共振射流具有强烈的脉动特性,在喷嘴处共振射流的峰值压力比压力平均值提高二倍左右,试验证明共振射流的打击力与打击效果都比普通连续射流提高二倍左右.文献[5]用流体阻抗法和特征线法对串接式管系研究了压力比与频率的关系.他们都没有用解析方法对共振射流进行过瞬态分析.在[2]中     

流动环境中高浓度射流扩散实验研究

通过流动显示和定量测量对浅水流动环境条件下,高浓度流体垂体向抛射入水后形成的射流运动扩散及浓度分布特征进行了水槽实验研究。实验分析了射流入水后与环境水流条件的相互作用,通过数据分析给出了射流中心线着底点与横向扩散角的拟合公式。实验结果表明高浓度射流在近区呈现出不同于一般淹没射流的复杂流动形态及扩散特征,以异重流的形式向下游推移。     

合成射流激励器射流矢量控制的物理因素

对不同出口构型合成射流激励器进行射流矢量控制进行了数值研究,并对决定合成射流激励器射流矢量控制的物理因素进行了分析和归纳．低压区位置和面积及其压强梯度、合成射流动量分量、合成射流对主流的卷吸率是直接控制主射流矢量力和矢量角的物理因素．合成射流的3个特征参数直接影响和控制低压区的面积及其压强梯度,合成射流激励器出口台阶和出口斜喷角都对低压区位置、面积和合成射流对主流的卷吸率有影响和调节作用,合成射流激励器出口斜喷角还直接控制合成射流动量分量．基于对合成射流激励器射流矢量控制物理因素的分析,确定了控制物理因素的源变量,建立了由控制能力函数和调节功能函数组成的合成射流矢量控制初步模型,初步模型能够对源变量引起的合成射流激励器射流矢量控制效率不同作出解释,并进一步指出了进行射流矢量控制的最佳激励器是充分利用调节功能函数．     

颗粒湍能输运方程的两相湍流模型和平面闭式两相射流的数值模拟

在现有的两相湍流数值模拟中,对颗粒湍流普遍采用以局部追随概念为基础的代数模型,其预报结果在很多情况下与实验不符。本文提出了以颗粒湍能输运方程为基础的κ-ε-kκ两相湍流模型,并以平面闭式两相射流为例进行了数值模拟,预报结果与实验符合良好,表明此模型明显优于k-ε-A.P.的颗粒湍流代数模型。     

射流通道内方柱发热器件的几何设计北大核心CSCD

基于构形理论,建立了二维射流通道内导热基座上方柱离散热源的散热优化模型.给定离散热源的总纵截面面积和热源高度为约束条件,以系统最高温度和熵产率为优化目标,以各热源的长度比为优化变量进行了几何设计,并分析了射流速度和热源间距对热源最优构形的影响.当射流速度和热源间距给定时,均存在最优长度比使系统最高温度和熵产率最低,但对应不同射流速度和热源间距的最优长度比不同.研究结果可为方柱发热器件的热设计提供理论指导.     

三角洲初始段射流边界层相似解求解

三角洲初始段形成过程中,水流携带泥沙运动至湖区,主要依靠出射的初始动量来维持自身的继续运动.该文根据这一过程的运动特点,依据浑水浅水方程,建立了三角洲初始段平面射流边界层理论模式,采用相似解解法,得到了三角洲形成初期的流场分布.利用河床演变通用数学模型推导得到了表征入湖三角洲初始段形态特征的理论表达式,对三角洲初始段冲淤形态做了定量分析.通过实验验证,理论解能够较好地表达三角洲形成初期的冲淤趋势和形态特征.     

含高浓度悬浮固粒运动射流稳定性研究

首先用连续介质耦合模型推导出含高浓度悬浮固粒运动射流的空间稳定性方程,然后借助渐进分析法和欧拉守恒差分格式,用有限差分数值解法得到不同流向位置、流场雷诺数、固粒属性和喷射装置运动速度时流场的稳定性特征曲线,说明喷射装置的反向运动使不稳定扰动频率范围扩大,正向运动则相反。固粒抑制流场的不稳定性,随着固粒等效斯托克斯数的减小,这种效应增强。这些结论,对于两相运动射流发展的认识有重要意义。