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平面撞击流偏斜振荡的实验研究与大涡模拟

屠功毅 李伟锋 黄国峰 王辅臣

平面撞击流偏斜振荡的实验研究与大涡模拟

屠功毅, 李伟锋, 黄国峰, 王辅臣
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  • 采用实验和大涡模拟对喷嘴出口雷诺数(Re= U0 hρ/μ, 其中 U0为出口平均速度, h为平面喷嘴出口狭缝高度, ρ和 μ分别为流体的密度与动力黏度)为25–10000, 喷嘴间距 L为4h–40h范围内的平面撞击流偏斜振荡特性进行了研究. 通过对平面撞击流模拟和实验的结果进行比较, 验证了数值模拟的可靠性, 并对平面撞击流发生偏斜振荡的无因次参数(喷嘴间距 L/h与出口雷诺数 Re)范围进行划分, 重点考察了湍流平面撞击流的偏斜振荡周期及速度-压力变化特征. 研究结果表明大涡模拟能对平面撞击流的偏斜振荡进行有效预报; 当平面撞击流发生周期性偏斜振荡时, 特定点的压力与速度也发生周期性变化, 且变化周期与偏斜振荡周期一致, 偏斜振荡本质上是由速度-压力的周期性变化和转换引起的.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB227004)、国家自然科学基金(批准号:20906024)和中央高校基本科研业务费(批准号:WB1014022)资助的课题.
    [1]

    Elperin I T 1961 J. Eng. Phys. 6 62

    [2]

    Goldschmidt V W, Bradshaw P 1973 Phys. Fluids 16 354

    [3]

    Gutmark E, Wygnanski I 1976 J. Fluid Mech. 73 465

    [4]

    Mi J, Nathan G J 2001 14th Australasian Fluid Mechanics Conference Adelaide, Australia, December 10-14, 2001 p817

    [5]

    Fiedler H E, Hibino K, Mensing P 1985 J. Fluid Mech. 150 281

    [6]

    Riese M 2008 Ph. D. Dissertation (Adelaide, Australia:Adelaide University)

    [7]

    Mi J C, Feng B P, Deo R C, Nathan G J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7756 (in Chinese) [米建春, 冯宝平, Deo R C, Nathan G J 2009 物理学报 58 7756]

    [8]

    Mi J C, Feng B P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4748 (in Chinese) [米建春, 冯宝平 2010 物理学报 59 4748]

    [9]

    Mi J C, Feng B P 2011 Chin. Phys. B 20 074701

    [10]

    Liu Y H, Gan F J, Zhang K 2010 Acta Phys. Sin. 59 4084 (in Chinese) [刘演华, 干富军, 张凯 2010 物理学报 59 4084]

    [11]

    Lu H B, Liu W Q 2012 Chin. Phys. B 21 084401

    [12]

    Besbes S, Mhiri H, Palec G L, Bournot P 2003 Heat Mass Transfer. 39 675

    [13]

    Johansson P S, Andersson H I 2005 Phys. Fluids 17 055109

    [14]

    Shi Y N, Qin C S 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2281

    [15]

    Denshchikov V A, Kondrat'ev V N, Romashov A N 1978 Fluid Dynamics 13 924

    [16]

    Li W F, Yao T L, Liu H F, Wang F C 2011 Aiche J. 57 1413

    [17]

    Sun Z G, Li W F, Liu H F, Yu Z H 2009 CIESC J. 60 338 (in Chinese) [孙志刚, 李伟锋, 刘海峰, 于遵宏2009 化工学报 60 338]

    [18]

    Pawlowski R P, Salinger A G, Shadid J N, Mountziaris T J 2006 J. Fluid Mech. 551 117

    [19]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Wang F C, Yu Z H 2008 Chem. Eng. J. 138 283

    [20]

    Li W F, Yao T L, Wang F C 2010 Aiche J. 56 2513

    [21]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Wang F C, Yu Z H 2007 CIESC J. 58 1385 (in Chinese) [李伟锋, 孙志刚, 刘海峰, 王辅臣, 于遵宏2007 化工学报 58 1385]

    [22]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Yu Z H 2008 CIESC J. 59 46 (in Chinese) [李伟锋, 孙志刚, 刘海峰, 王辅臣, 于遵宏2008 化工学报 59 46]

    [23]

    Liu Y, Olsen M G, Fox R O 2009 Lab. Chip. 9 1110

    [24]

    Wang G L, Lu X Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 064704

    [25]

    Mathey F, Cokljat D, Bertoglio J P, Sergent E 2006 Prog. Comput. Fluid Dyn. 6 58

    [26]

    Germano M, Piomelli U, Moin P, Cabot W H 1991 Phys. Fluids 3 1760

    [27]

    Lilly D K 1992 Phys. Fluids 4 633

    [28]

    Dai G C, Chen M H 2005 Fluid Mechanics in Chemical Engineering (2nd Ed.) (Beijing:Chemical Industry Press) p161 (in Chinese) [戴干策, 陈敏恒2005化工流体力学 (第二版) (北京:化学工业出版社) 第161页]

    [29]

    Denshchikov V A, Kondrat'ev V N, Romashov A N, Chubarov V M 1983 Fluid Dynamics 18 460

  • [1]

    Elperin I T 1961 J. Eng. Phys. 6 62

    [2]

    Goldschmidt V W, Bradshaw P 1973 Phys. Fluids 16 354

    [3]

    Gutmark E, Wygnanski I 1976 J. Fluid Mech. 73 465

    [4]

    Mi J, Nathan G J 2001 14th Australasian Fluid Mechanics Conference Adelaide, Australia, December 10-14, 2001 p817

    [5]

    Fiedler H E, Hibino K, Mensing P 1985 J. Fluid Mech. 150 281

    [6]

    Riese M 2008 Ph. D. Dissertation (Adelaide, Australia:Adelaide University)

    [7]

    Mi J C, Feng B P, Deo R C, Nathan G J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7756 (in Chinese) [米建春, 冯宝平, Deo R C, Nathan G J 2009 物理学报 58 7756]

    [8]

    Mi J C, Feng B P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4748 (in Chinese) [米建春, 冯宝平 2010 物理学报 59 4748]

    [9]

    Mi J C, Feng B P 2011 Chin. Phys. B 20 074701

    [10]

    Liu Y H, Gan F J, Zhang K 2010 Acta Phys. Sin. 59 4084 (in Chinese) [刘演华, 干富军, 张凯 2010 物理学报 59 4084]

    [11]

    Lu H B, Liu W Q 2012 Chin. Phys. B 21 084401

    [12]

    Besbes S, Mhiri H, Palec G L, Bournot P 2003 Heat Mass Transfer. 39 675

    [13]

    Johansson P S, Andersson H I 2005 Phys. Fluids 17 055109

    [14]

    Shi Y N, Qin C S 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2281

    [15]

    Denshchikov V A, Kondrat'ev V N, Romashov A N 1978 Fluid Dynamics 13 924

    [16]

    Li W F, Yao T L, Liu H F, Wang F C 2011 Aiche J. 57 1413

    [17]

    Sun Z G, Li W F, Liu H F, Yu Z H 2009 CIESC J. 60 338 (in Chinese) [孙志刚, 李伟锋, 刘海峰, 于遵宏2009 化工学报 60 338]

    [18]

    Pawlowski R P, Salinger A G, Shadid J N, Mountziaris T J 2006 J. Fluid Mech. 551 117

    [19]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Wang F C, Yu Z H 2008 Chem. Eng. J. 138 283

    [20]

    Li W F, Yao T L, Wang F C 2010 Aiche J. 56 2513

    [21]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Wang F C, Yu Z H 2007 CIESC J. 58 1385 (in Chinese) [李伟锋, 孙志刚, 刘海峰, 王辅臣, 于遵宏2007 化工学报 58 1385]

    [22]

    Li W F, Sun Z G, Liu H F, Yu Z H 2008 CIESC J. 59 46 (in Chinese) [李伟锋, 孙志刚, 刘海峰, 王辅臣, 于遵宏2008 化工学报 59 46]

    [23]

    Liu Y, Olsen M G, Fox R O 2009 Lab. Chip. 9 1110

    [24]

    Wang G L, Lu X Y 2012 Chin. Phys. Lett. 29 064704

    [25]

    Mathey F, Cokljat D, Bertoglio J P, Sergent E 2006 Prog. Comput. Fluid Dyn. 6 58

    [26]

    Germano M, Piomelli U, Moin P, Cabot W H 1991 Phys. Fluids 3 1760

    [27]

    Lilly D K 1992 Phys. Fluids 4 633

    [28]

    Dai G C, Chen M H 2005 Fluid Mechanics in Chemical Engineering (2nd Ed.) (Beijing:Chemical Industry Press) p161 (in Chinese) [戴干策, 陈敏恒2005化工流体力学 (第二版) (北京:化学工业出版社) 第161页]

    [29]

    Denshchikov V A, Kondrat'ev V N, Romashov A N, Chubarov V M 1983 Fluid Dynamics 18 460

  • [1] 郭广明, 刘洪, 张斌, 张忠阳, 张庆兵. 混合层流场中涡结构对流速度的特性. 物理学报, 2016, 65(7): 074702. doi: 10.7498/aps.65.074702
    [2] 郭广明, 刘洪, 张斌, 张庆兵. 脉冲激励下超音速混合层涡结构的演化机理. 物理学报, 2017, 66(8): 084701. doi: 10.7498/aps.66.084701
    [3] 陶实, 王亮, 郭照立. 微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟. 物理学报, 2014, 63(21): 214703. doi: 10.7498/aps.63.214703
    [4] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
    [5] 葛明明, 王圣业, 王光学, 邓小刚. 基于混合雷诺平均/高精度隐式大涡模拟方法的高升力体气动噪声模拟. 物理学报, 2019, 68(20): 204702. doi: 10.7498/aps.68.20190777
    [6] 强洪夫, 石超, 陈福振, 韩亚伟. 基于大密度差多相流SPH方法的二维液滴碰撞数值模拟. 物理学报, 2013, 62(21): 214701. doi: 10.7498/aps.62.214701
    [7] 吕耀平, 顾国锋, 陆华春, 戴瑜, 唐国宁. 振荡介质中平面波的反射. 物理学报, 2009, 58(11): 7573-7578. doi: 10.7498/aps.58.7573
    [8] 王伟, 出口祥啓, 何永森, 张家忠. 涡脱落热声振荡中相似性及涡声锁频行为. 物理学报, 2019, 68(23): 234303. doi: 10.7498/aps.68.20190663
    [9] 朱雷, 刘中, 包伯成, 许建平. 基于Colpitts振荡器模型生成的多涡卷超混沌吸引子. 物理学报, 2010, 59(3): 1540-1548. doi: 10.7498/aps.59.1540
    [10] 刘梦珂, 张辉, 范宝春, 韩洋, 归明月. 电磁控制两自由度涡生振荡的机理研究. 物理学报, 2016, 65(24): 244702. doi: 10.7498/aps.65.244702
    [11] 张运俭, 孟凡宝, 范植开, 罗 雄. 高效强流径向分离腔振荡器研究. 物理学报, 2008, 57(2): 975-979. doi: 10.7498/aps.57.975
    [12] 郭亚丽, 魏兰, 沈胜强, 陈桂影. 双液滴撞击平面液膜的流动与传热特性. 物理学报, 2014, 63(9): 094702. doi: 10.7498/aps.63.094702
    [13] 黄虎, 洪宁, 梁宏, 施保昌, 柴振华. 液滴撞击液膜过程的格子Boltzmann方法模拟. 物理学报, 2016, 65(8): 084702. doi: 10.7498/aps.65.084702
    [14] 董琪琪, 胡海豹, 陈少强, 何强, 鲍路瑶. 水滴撞击结冰过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2018, 67(5): 054702. doi: 10.7498/aps.67.20172174
    [15] 王光学, 王圣业, 葛明明, 邓小刚. 基于转捩模型及声比拟方法的高精度圆柱分离涡/涡致噪声模拟. 物理学报, 2018, 67(19): 194701. doi: 10.7498/aps.67.20172677
    [16] 季飞, 赵俊虎, 申茜, 支蓉, 龚志强. 季风与极涡的异常配置下中国夏季大尺度旱涝分布. 物理学报, 2014, 63(5): 059201. doi: 10.7498/aps.63.059201
    [17] 包芸, 宁浩, 徐炜. 湍流热对流大尺度环流反转时的角涡特性. 物理学报, 2014, 63(15): 154703. doi: 10.7498/aps.63.154703
    [18] 王圣业, 王光学, 董义道, 邓小刚. 基于雷诺应力模型的高精度分离涡模拟方法. 物理学报, 2017, 66(18): 184701. doi: 10.7498/aps.66.184701
    [19] 鲍德松, 张训生, 徐光磊, 潘正权, 唐孝威, 陆坤权. 平面颗粒流的瓶颈效应及其与速度的关系. 物理学报, 2003, 52(2): 401-404. doi: 10.7498/aps.52.401
    [20] M.C.KELLEY, 黄朝松. 大尺度赤道扩展F的数值模拟. 物理学报, 1996, 45(11): 1930-1839. doi: 10.7498/aps.45.1930
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-24
  • 修回日期:  2012-12-18
  • 刊出日期:  2013-04-20

平面撞击流偏斜振荡的实验研究与大涡模拟

  • 1. 华东理工大学, 煤气化及能源化工教育部重点实验室, 上海 200237
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB227004)、国家自然科学基金(批准号:20906024)和中央高校基本科研业务费(批准号:WB1014022)资助的课题.

摘要: 采用实验和大涡模拟对喷嘴出口雷诺数(Re= U0 hρ/μ, 其中 U0为出口平均速度, h为平面喷嘴出口狭缝高度, ρ和 μ分别为流体的密度与动力黏度)为25–10000, 喷嘴间距 L为4h–40h范围内的平面撞击流偏斜振荡特性进行了研究. 通过对平面撞击流模拟和实验的结果进行比较, 验证了数值模拟的可靠性, 并对平面撞击流发生偏斜振荡的无因次参数(喷嘴间距 L/h与出口雷诺数 Re)范围进行划分, 重点考察了湍流平面撞击流的偏斜振荡周期及速度-压力变化特征. 研究结果表明大涡模拟能对平面撞击流的偏斜振荡进行有效预报; 当平面撞击流发生周期性偏斜振荡时, 特定点的压力与速度也发生周期性变化, 且变化周期与偏斜振荡周期一致, 偏斜振荡本质上是由速度-压力的周期性变化和转换引起的.

English Abstract

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