导读:本文包含了壁湍流论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:湍流,结构,尺度,疏水,粗糙,声速,条带。
壁湍流论文文献综述
周子淞,许春晓[1]（2019）在《壁湍流中近壁结构与大尺度结构耦合关系研究》一文中研究指出本文在全尺寸湍流槽道中给出了近壁低速条带与外区大尺度低速区随时间的演化过程,并定量给出了大尺度区平均法向速度随近壁区结构数密度增大而由负变正的规律,为Toh与Itano [1]提出的近壁结构与大尺度结构互维持机制提供了全尺寸槽道的证据。(本文来源于《北京力学会第二十五届学术年会会议论文集》期刊2019-01-06）
马国祯,黄伟希[2]（2019）在《粗糙壁湍流直接数值模拟》一文中研究指出本文用直接数值模拟(DNS)方法,对流向和展向均为余弦形式的粗糙元形式的槽道流动的湍流统计量和相干结构进行分析。针对不同雷诺数,保证粗糙元基于壁面粘性尺度的无量纲尺寸不变,共设臵Re_τ=180,360,540t叁组不同算例,并对计算结果进行了分析。(本文来源于《北京力学会第二十五届学术年会会议论文集》期刊2019-01-06）
赵秀菊[3]（2018）在《激光制备不锈钢超疏水微结构的壁湍流减阻实验研究》一文中研究指出各种运输工具都会产生能源消耗,湍流粘性阻力中的摩擦阻力是能源消耗的主要原因,在总阻力中占有非常大的比重。对于传统的运输机和水面舰艇,湍流摩擦阻力约占总阻力的50%,而鱼雷、潜艇等水下航行器,更是高达70%。为了使其航行速度及航程大幅度的提高,在动力和能源一定的条件下,通常会选择降低运输工具的表面摩擦阻力。湍流减阻可以减少输送流动阻力、降低能量消耗,是节能降耗的有效手段,因此,湍流减阻已成为当前世界各国研究的热门课题。超疏水表面具有防污自清洁、防水、防潮、抗结冰、表面防护和防腐蚀等特性,并且具有显着的壁面湍流减阻效应,对降低壁湍流流动阻力、提高水下航行体航速、节省能源等具有十分重要的意义。本文采用激光刻蚀方法在金属表面构筑微纳米粗糙结构,通过化学处理方法降低材料的表面能,制备出可调控超疏水表面,并自主设计、搭建实验平台,进行了较系统的激光刻蚀不锈钢超疏水微结构的湍流减阻实验研究,取得的主要研究结果如下:1、通过紫外纳秒激光刻蚀和涂层改性剂处理,在AISI 304不锈钢表面制备出了不同间距的网格结构超疏水表面,静态接触角最高达161.5°,动态滚动角2°;通过红外激光刻蚀材料表面,结合硬脂酸改性降低表面能,在AISI 304不锈钢上制备超疏水表面,最大接触角可以达到169°。实验后发现此方法制备的超疏水不锈钢表面经过自然时效5天后依然具有与之前一致的接触角,表明其超疏水性能持久性良好。2、从流体减阻效果角度出发,设计了两种不同的壁湍流减阻特性方法,并搭建了测试平台。基于竖立管道高速摄像法,采用搭建的滑轮导轨组合机构,测试了超疏水表面的减阻效应,结果表明通过调节网格结构的线间距,可以实现超疏水表面的不同减阻效率,当激光刻蚀沟槽间距为80微米时,最大减阻效率达到29.7%,显示其极具应用潜力。采用自主搭建的水平导轨激光测距装置,采集位移、速度、驱动力等实验参数进行数据分析,结合竖立管道实验结果,进一步得出激光刻蚀沟槽间距为80微米时的不锈钢超疏水表面能够获得最佳的减阻效果。3、初步分析了激光刻蚀V型超疏水沟槽的减阻机理。V型沟槽特殊的结构可以使流体保持平稳低速,使其保留低摩阻状态的能力,降低湍流度,通过限制流体的紊动来减少流体微团间的动量交换致使沟谷处的壁面摩擦阻力降低,并且超疏水表面由于其低表面自由能性质,流体流动所带来的剪切力会使得固体表面分子与液体分子间的吸引力很容易被平衡掉,从而更容易在固体表面形成速度滑移,产生速度梯度,流体与壁面之间的剪切力减少,降低了黏性流体的黏性,从而进一步降低了摩擦阻力。(本文来源于《温州大学》期刊2018-12-01）
高天运,Heiko,Schmidt,梁剑寒,孙明波[4]（2018）在《基于守恒型可压缩一维湍流模型的壁湍流研究》一文中研究指出在湍流的数值模拟中,计算量随着流动雷诺数的增加而迅速增加,特别是对于高速可压缩的壁面湍流,开展直接数值模拟往往计算代价高昂甚至难以承受。一维湍流模型(One Dimensional Turbulence,ODT)是一种基于随机多尺度处理的新型湍流模拟方法,近年来逐渐得到国内外学者的重视。该方法基于能量守恒构造了涡尺度和位置的分布函数,用随机采样的方式表征出湍流的对流脉动效果,从而实现了对于湍流问题的降维求解,在保证合理计算精度的前提下大大降低了计算量。相较于低速不可压流动,一维湍流模型在高速可压流领域的研究才刚刚起步。本文首次将激波捕捉方法引入了该模型,初步建立了基于守恒欧拉框架的可压缩一维湍流模型方法,并通过亚声速(Ma0.5)和超声速(Ma 1.5)的经典可压缩槽道流算例开展了方法验证。结果表明,可压缩一维湍流模型对于近壁区湍流有着接近直接数值模拟的求解精度,但在主流区存在着一些精度损失。一维湍流模型的计算量远小于直接数值模拟,其对壁面流动的高精度捕捉能力有望改善常规大涡模拟方法壁面区求解精度低的弱点。一维湍流模型既能够独立求解众多准一维流动燃烧问题,又能作为亚格子模型与大涡模拟耦合求解复杂的叁维流场,是一种富有研究前景的湍流数值模拟方法。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
李理,何志伟,田保林,李新亮[5]（2018）在《适用于可压缩壁湍流的尺度自适应数值方法》一文中研究指出可压缩壁湍流是个多尺度问题,既含有大尺度结构(层流)、小尺度结构(转捩、湍流)以及计算中的非物理振荡结构。本文给出了一种识别局部尺度的方法,并根据此识别方法构造了尺度自适应的数值方法,在大尺度及湍流脉动尺度数值耗散逼近中心格式,仅在非物理振荡区施加较大耗散。该方法可以用于可压缩各向同性湍流、平板转捩、Richtmyer-Meshkov界面不稳定性问题、和激波/湍流边界层干扰等问题中,同等网格下,计算结果优于传统迎风格式。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
白宏磊,Kevin,N.Hutchins,J.P.Monty[6]（2018）在《规则排列肋条粗糙壁湍流POD分析》一文中研究指出对于沿展向以收敛/扩展形式交替排列的小肋条(riblet)所形成的粗糙壁,其湍流边界层流动存在大尺度时均二次流动,具体表现为收敛/扩展肋条上方的时均上洗/下洗运动,以及相联系的时均流向漩涡运动。这些二次流动导致收敛/扩展肋条上方的时均流向速度减小/增加,以及对应的边界层厚度增加/减小。对于这种大尺度时均二次流动的产生机理仍然处于探索中。基于体式Stero—PIV测量的垂直流向平面内的叁分量速度(Re_τ=3900),本文采用POD方法对粗糙壁湍流边界层进行分析,并与光滑壁湍流进行比较。分别基于低阶和高阶模态对流动结构进行重构,并统计分析所对应的大尺度和小尺度拟序结构特性。POD结果表明这种规则排列粗糙壁湍流中的大尺度瞬时拟序结构在一定程度上被加强,并存在时间和空间上的优先分布特性。所观察到的时均二次流动是对这些被加强的瞬时拟序结构进行整体时间平均的结果。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
禹旻,袁湘江,朱志斌[7]（2017）在《高超声速壁湍流入口条件生成方法的比较》一文中研究指出给定恰当的入口条件是开展壁湍流数值模拟的关键问题。选取基于有限差分的直接数值模拟方法结合高精度的计算格式,详细讨论了自然转捩、波纹壁面结构导致的"Bypass"转捩和利用时间发展湍流场进行参数回收促发转捩这几种湍流入口生成方法在高超声速条件下的可行性,分析了这几种方法各自存在的优点和不足之处。计算结果表明,Bypass转捩和利用时间发展流场进行参数回收方法相比自然转捩能快速促发转捩,但自然转捩得到的湍流场品质更好。该项研究为高马赫数壁湍流数值模拟入口条件的选取提供参考依据。(本文来源于《空气动力学学报》期刊2017年06期）
代仪军[8]（2017）在《系统旋转对壁湍流流动结构影响机制研究》一文中研究指出旋转参考系中的壁湍流流动广泛存在于自然界与工程问题中。湍流中的流动结构对湍流的产生、维持和发展起着关键作用。本文研究了展向旋转和流向旋转对槽道湍流的影响,尤其关注流动中的大、小尺度涡结构。对旋转方管内的湍流流动也进行了模拟,研究了二次流形态随旋转数演变的过程。主要研究工作及成果如下:(1)研究了雷诺数为2800、7000和20000时展向旋转槽道湍流中科氏力和Taylor-G?rtler涡(以下简称TG涡)对湍流近壁结构的影响。本文考察了湍流强度和近壁低速条带在TG涡不同区域中的分布,发现湍流在TG涡相对于压力面的上洗侧增强而在下洗侧减弱。通过分析涡量输运方程,发现TG涡引起的法向拉伸作用和科氏力带来的流向力矩效应是产生这一现象的原因。随着雷诺数的提高,TG涡和科氏力的影响减弱。(2)研究了流向旋转槽道湍流中的流动结构。采用条件统计方法提取了近壁准流向涡,验证了流向旋转对其的影响,即与槽道同向旋转的准流向涡被增强,反向旋转的准流向涡被抑制。提取了流场中沿流向拉长的大尺度涡结构,发现其中与槽道同向旋转的大尺度涡结构出现在上下半槽内且沿展向倾斜,而反向旋转的大尺度涡结构则出现在槽道中心区。施加旋转后,流向积分尺度在初期随时间线性增长且增长率与旋转数成正比,这与惯性波的线性传播相吻合。通过数值实验发现大尺度涡结构的出现区域与近壁准流向涡没有直接关系,平均剪切可能导致大尺度涡结构的倾斜并影响其在槽道中的出现区域。(3)研究了旋转数0≤Ro_τ≤40的方管湍流,方管的旋转轴与一对壁面垂直而与另一对壁面平行。给出了不同旋转数下的湍流统计量,并与展向旋转槽道湍流进行了对比。得到了二次流形态随旋转数演变的完整过程,尤其考察了压力面上附加涡的出现和消失过程,发现其再附点位置和涡的大小分别与压力面上压力极大值点的位置和展向压力梯度直接相关。通过分析平均动量方程发现压力极大值的形成是由向角域的倾斜流动和侧壁附近正的科氏力导致。(本文来源于《清华大学》期刊2017-10-01）
田海平[9]（2017）在《壁湍流相干结构及超疏水壁面减阻机理的PIV实验研究》一文中研究指出相干结构被公认为是湍流中最重要的结构,它对湍流的产生、维持、演化和发展起着重要作用,同时具有重要的工程应用和学术研究价值。本文以壁湍流相干结构为研究核心,综合运用Stereo-PIV、Tomo-PIV和TR-PIV等先进的流体力学实验技术,研究了以下叁个相关问题:其一,定量测量了真实叁维发卡涡结构;其二,分析了高低速条带流向间隔区域局部流场的流体动力学规律;其叁,从相干结构的角度探究超疏水壁面湍流减阻的减阻机理。研究过程中对发卡涡、高低速条带、喷射和扫掠事件的空间结构分布特征、发展演化规律及其内在的流体动力学机理进行了深入的分析。本文运用Stereo-PIV锁相实验,成功地对合成射流装置在边界层流场中产生的叁维发卡涡结构进行定量测量,并按相位重构出一个完整合成射流周期内产生的发卡涡叁维结构。通过对叁维发卡涡结构的分析,不仅实验验证了人们对发卡涡结构已有的认识,还有一些新的发现:发卡涡涡腿间喷射流体与外界环境流体间形成一个较薄的展向涡量集中的区域,是流体强剪切的区域;相邻发卡涡的两个涡腿或单个发卡涡涡腿外侧是高速流体区域,发生扫掠事件;展向脉动速度体现两层分布的特性,两个反向旋转涡腿结构靠近壁一侧的流体在展向上向涡腿间汇聚,而涡腿结构远离壁面一侧的流体在展向上向两侧流动,并且前者是主导运动。基于这些新的发现对典型发卡涡的结构特征进行了归纳总结。其意义在于,根据已有流场的拓扑规律,对目标流场进行反向推演得到应有的流动结构,进而对相关的流动机理进行阐述。对湍流边界层高低速条带结构流向上间隔区域局部流场的拓扑分析是基于Tomo-PIV测得的湍流边界层瞬时3D-3C速度矢量场数据库。文中用空间局部平均速度结构函数和条件采样方法提取条件事件局部流场,最后利用迭加平均的手段得到叁维拓扑流场结构。基于局部流场的拓扑结构中“四极子”和“六极子”式的结构,依据总结的典型发卡涡结构特征规律,本文反向推演并提出了高低速条带流向间隔区域的“叁发卡涡”叁维动力学模型。该叁维模型很好得解释了该流场区域高低速条带,喷射/扫掠事件以及发卡涡叁者之间的密切联系,起到了“纽带”作用。该动力学模型可以用来解释高低速条带在流向上间隔排列发生的物理机理。对超疏水壁面湍流边界层减阻机理的研究是基于湍流边界层x-y和x-z平面上的TR-PIV对比实验,取得了约11%的减阻率。文中分析了不同壁面上的湍流统计量、相干结构的拓扑形态及展向涡结构的迁移运动规律,侧重从相干结构角度研究减阻机理。从湍流统计量的角度看:超疏水壁面近壁区域(y(27)1.0?或者y~()01()(27)30)的平均速度剖面、流向湍流度和雷诺应力分布,均体现减阻特征。法向湍流度曲线y~((10))(28)20~60区域存在的“鼓包”结构,为“展向滑移增阻”数值模拟的理论提供了实验依据。基于对x-z和x-y平面上相干结构的拓扑形态,以及x-y平面上展向涡的迁移运动规律,结合典型发卡涡结构的基本特征,本文建立了超疏水壁面上发卡涡生成模型和发卡涡涡包模型,从相干结构被动控制的角度解释超疏水壁面湍流减阻机理:受超疏水壁面的影响,湍流边界层中产生的准流向涡及单个发卡涡结构在壁面上拥有更小的倾角,展向间距更大,脉动强度较弱。形成的发卡涡涡包结构的结构紧凑、流向和法向的尺度较小,运动强度也较弱。因而,这种更加有序的涡包结构产生了一个流向尺度较短展向较宽的低速条带(低动量区)结构。尽管如此,但整体结构在向下游的迁移运动却较快,包裹在涡包结构里的低速流体的平均流速也略大于亲水的情况。也正是因为超疏水壁面上相干结构的运动较弱,湍流统计量中的湍流度和雷诺应力分布也较小。这些共同构成了超疏水壁面湍流减阻的原因。(本文来源于《天津大学》期刊2017-05-01）
赵会灵[10]（2017）在《液固两相近壁湍流边界层相干结构的PIV实验研究》一文中研究指出本文利用粒子图像测速系统(PIV),在中型低速循环水槽中,对液固两相近壁湍流边界层中颗粒相对相干结构的影响进行实验研究。基于空间局部平均函数结合新象限分裂法和空间相位平均法对近壁湍流边界层中相干结构的空间特征进行检测和提取,进而分析液固两相流中相干结构的变化情况。分别对加有颗粒的液固两相流场和清水流场的瞬时速度场进行平均计算,利用牛顿迭代法和最速下降法对湍流边界层平均速度剖面进行拟合。对比分析两种工况的平均速度剖面,发现液固两相流场中由于颗粒的存在,壁湍流平均速度剖面的粘性底层和缓冲层变薄,对数律区下降。对液固两相流场和清水流场两种工况的近壁区湍流边界层的湍流度和雷诺应力等湍流统计量进行比较分析。结果表明:两种工况中近壁区的湍流强度和雷诺应力变化趋势大体一致,但是液固两相流中对数律区的湍流强度和雷诺应力均大于清水流场。由于猝发事件多发生于近壁区,由此可知,液固两相流中近壁区湍流猝发事件的发生得到促进发生,进而导致流体的湍动性增强。基于空间局部平均函数结合新象限分裂法来检测近壁湍流边界层中的猝发事件,利用空间相位平均法提取猝发事件相干结构的脉动速度分量、雷诺切应力、展向涡量等物理量的二维平均拓扑形态。液固两相流场中由于颗粒的存在,猝发事件中的各个统计量均大于清水相流场。并且两种工况下,喷射过程中各物理量的增强程度均大于扫掠过程。实验数据表明液固两相流中相干结构的脉动,雷诺应力以及涡量有所增强,从而促进了近壁区湍流的产生。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
壁湍流论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文用直接数值模拟(DNS)方法,对流向和展向均为余弦形式的粗糙元形式的槽道流动的湍流统计量和相干结构进行分析。针对不同雷诺数,保证粗糙元基于壁面粘性尺度的无量纲尺寸不变,共设臵Re_τ=180,360,540t叁组不同算例,并对计算结果进行了分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
壁湍流论文参考文献
[1].周子淞,许春晓.壁湍流中近壁结构与大尺度结构耦合关系研究[C].北京力学会第二十五届学术年会会议论文集.2019
[2].马国祯,黄伟希.粗糙壁湍流直接数值模拟[C].北京力学会第二十五届学术年会会议论文集.2019
[3].赵秀菊.激光制备不锈钢超疏水微结构的壁湍流减阻实验研究[D].温州大学.2018
[4].高天运,Heiko,Schmidt,梁剑寒,孙明波.基于守恒型可压缩一维湍流模型的壁湍流研究[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[5].李理,何志伟,田保林,李新亮.适用于可压缩壁湍流的尺度自适应数值方法[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[6].白宏磊,Kevin,N.Hutchins,J.P.Monty.规则排列肋条粗糙壁湍流POD分析[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[7].禹旻,袁湘江,朱志斌.高超声速壁湍流入口条件生成方法的比较[J].空气动力学学报.2017
[8].代仪军.系统旋转对壁湍流流动结构影响机制研究[D].清华大学.2017
[9].田海平.壁湍流相干结构及超疏水壁面减阻机理的PIV实验研究[D].天津大学.2017
[10].赵会灵.液固两相近壁湍流边界层相干结构的PIV实验研究[D].河北工业大学.2017
论文知识图
