圆柱运动的内波渐近解

本文提供一个二维内波的渐近解法,对水平圆柱在无粘、稳定的密度连续分层流体中任意倾角运动的问题,得到了伴随的色散关系式,结合倾角α=90°圆柱垂直运动情况,给出了圆柱面上的边界条件和无穷远衰减条件。用渐近展开的方法求出內波的渐近解;对内波传布的规律作了讨论并与內波流场显示结果进行了比较,计算结果合理,运用本解法可望在求解分层流体中圆柱任意方向运动的问题,其它形状物体分层绕流的内波问题、非定常色散以及三维的内波问题中得到推广应用

双螺旋尾涡结构和内波实验研究

密度分层流体中物体统流的实验研究从六十年代中期起蓬勃开展起来。在1967年Mowbray和Rarity发表了三张纹影照片,但是没有涉及到尾涡结构。在这期间,不少学者研究了水平运动产生的内波,到了1977年Pao和Kao首先报导了用弱分层的方法揭示了在小Richardson数R_i=0.215和雷诺数Re=4×10~3～2×10~4情况下在均匀流中圆球的尾涡具有封闭末端双螺旋结构。Merzkirch和他的学生用光学技术得到清晰的内波波型照片,对圆柱垂直运动实验和理论结果作了比较。近些年来,稳定性研究和三维分离流动中流面分叉及涡构架研究有新进展。为了搞清楚密度分层流体中的尾涡结构、内波和尾涡的关系、内波产生的机理,在1983年我们建立了分层流水箱设备。从实验中我们发现:在低雷诺数Re≈10~2情况下,分层流体中圆柱绕流的尾涡具有双螺旋结构,双螺旋的二支以相反的方向连续地缠绕在一起。这与Pao和Kao水平运动圆球尾流中涡结构有类似的现象。在有倾角情况下,涡管在运动中发生变形。可以认为,实验结果有助于剪切流动现象的研究以及对湍流的发生、发展和衰变机制的进一步理解。 本实验使用直径D=20mm,长度70mm的不锈钢圆柱模型,该模型水平地悬挂在分层流水箱框架中的带有滚珠轴承滑块上。圆柱与水平轴成45°和90°倾角向上和向下被拖

小Kc数振荡流中圆柱绕流流场结构的数值分析

本文综合Chorin的涡方法、网格涡方法和泊松方程快速解法的优点,采用固定离散涡的数目和位置,随时间变化调整离散涡强度的计算方法,对Kc数在1到5之间,β数在10到1665之间圆柱在振荡流动中的流场结构进行了数值模拟。并与U型振荡水槽中的流场涡结构显示照片比较,计算结果表明,数值解在稳定性和收敛性方面都是比较好的。与显示照片相比,其符合程度也是令人满意的

旋风分离器三维流场的测定

在φ400mm及φ830mn两个实验模型上,用五孔探针及热线风速仪较详尽地测定了旋风分离器的三维速度场以及湍流强度场.除切向速度分布验证了前人结果外,得到了径向速度非轴对称性,轴向速度分布中心处存在滞流、倒流、湍流强度在中心有单峰分布等结果,并初步考察了二次流引起的上涡环问题