热湍流多重态与热输运效率实验研究

湍流多重态是近期湍流研究的热点问题.多重态是指在相同的控制参数下,湍流系统会出现不同的流动结构和统计特性.文章通过实验研究,分析了Rayleigh-Bénard热湍流系统中的多重态现象以及湍流态与热输运的关系.首先借助粒子图像测速技术直接测量了偶极子流态和四极子流态的空间结构,结果表明通过温度场和速度场测量得到的大尺度...     

惯性颗粒在非均匀加速流中的输运问题

基于新型碳基颗粒增强或碳基纤维材料的再入体热烧蚀问题对飞行器的气动力/热性能影响机制尚不明确。初步研究不考虑化学反应和气体引射效应,把热烧蚀问题中的颗粒剥离问题模化为驻点流中的离散颗粒启动问题。由于高速气流在驻点温度达上万度量级,局部马赫数接近于0,研究近似假设靠近壁面的流体动力学为不可压缩的,并使用不可压缩颗粒解析的直接数值模拟方法（PR-DNS）研究一个惯性颗粒在平面挤压流和壁面驻点流中的动力学,从而揭示在驻点流中的颗粒输运机制。研究发现颗粒在壁面驻点流中的输运机制是水平输运,几乎没有垂直输运,与平行剪切颗粒床输运非常不同,这是驻点流特有的垂直向下挤压作用导致的。     

基于湍流输运特性对S-A模型在压气机角区流动模拟中的改进研究

在非设计工况下,压气机叶栅角区的三维分离加剧,流场内的湍流处于较强的非平衡状态,因此必须对于非平衡状态的湍流的输运过程给出准确的预估.基于不同工况下压气机内角区分离流动的湍流输运过程的分析,提出了一种修正Spalart-Allmaras(S-A)模型中模拟湍流黏性生成和耗散关系的改进方法,经过数值研究发现改进的S-A模型对于静子角区分离的模拟更接近物理实际,从而提高了对非设计工况的预估能力.      

用热线测量近壁区的流速分布

对近壁流动或称粘性次层流动的研究有着十分重要的意义，因为许多重大难题如：湍流边界层的结构、固体表面与流体之间的传质传热，人工减阻的机理等问题均与其密切相关。本文着重叙述用热线风速测量极近固壁区的流速分布及存在的问题，并进行讨论。     

双T型量子线的电子自旋极化输运性质

文章研究了一个由两个T型异质结串联耦合量子结构的自旋输运性质。该结构中含有Rashba自旋轨道耦合相互作用。在工作中,计算了电子在自旋极化入射和自旋非极化入射两种情况下,电子在出射端的自旋极化率随体系结构的变化。发现通过适当的设计结构,当电子自旋非极化入射时,在出射端可以得到高达0.9的自旋极化率。其物理机制来源于体系结构引起的电子干涉使自旋向上的电子和自旋向下的电子有不同的透射率。     

提高k-ωSST模型对翼型失速特性的模拟能力

采用CFD软件fluent,k-ω SST模型对S825翼型进行了二维数值模拟.针对k-ω SST模型对翼型分离失速特性模拟不准的情况,对分离区域内湍流的强非平衡输运特性进行了分析.研究表明:原始模型由于不能准确模拟分离区内湍流的强非平衡输运特性,导致其对翼型失速特性模拟失效;提出了通过修正模型系数a₁及β_∞^*,提高k-ω SST模型预测非平衡湍流输运特性的方法,从而提高对翼型失速特性的模拟精度.     

太空中液体的沸腾

在地面,沸腾现象是司空见惯的:将一个透明的玻璃壶放在炉灶上,升高火炉的温度,很快火炉的热量通过壶底传到水中,靠近壶底的水首先变成蒸气,出现了壶底气泡向上升,壶上部冷水向下的对流现象。当壶中水达到一定温度,水变成气体,并将热量带走的时候,整个水就沸腾了。在太空的微重力环境下,水     

两体背向散射与两种荷共振

研究了准一维有限力程相互作用电子气在低温下的荷激发和交流电导。用Ｃｏｌｅｍ ａｎ 的玻色化方法实现电荷－自旋分离得到了荷激发谱，用Ｋｕｂｏ 公式计算了交流电导，结果表明，电子自旋和两本背向散射影响电导及荷激发谱随波矢的变化速率，特别是两体背向散射使荷激发共振区别于荷输运共振。     

高频输氧技术中的气体输运机理

本文介绍了高频输氧技术中气体输运机理的实验研究结果。用气管-支气管-肺模型来模拟人体呼吸系统,用热线和激光测速技术测量该模型内的气流。结果表明,整流效应和湍流扩散具有关键作用。     

航空发动机燃烧室数字孪生体系关键技术

通过曲线坐标系浸没边界方法（IBM），在设计阶段可以实现对真实航空发动机燃烧室的高保真虚实映射，保留全部几何结构信息。在IBM方法基础上，采用大涡模拟（LES）结合概率密度函数输运方程湍流燃烧模型（TPDF），对双旋流燃烧室、某单头部直流燃烧室以及某折流燃烧室1/10模型进行真实结构仿真，测试数字孪生体系关键技术的有效性。对比预测结果和实验结果，双旋流燃烧室的旋流器出口附近轴向、径向、切向速度平均误差分别为15.7%、23.8%、15.0%；非稳态解析了真实直流燃烧室与折流燃烧室的详细湍流燃烧场，出口温度分布的平均相对误差分别为11.66%和17.95%。因此基于虚实映射得到的燃烧室数字孪生体系具有一定的有效性，该方法具有潜在的工程应用前景。