| 基于MSFLE与Liutex的涡合并实验研究 |
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| 引用本文： | 郭延昂,董祥瑞,蔡小舒,周骛.基于MSFLE与Liutex的涡合并实验研究[J].空气动力学学报,2020,38(3):432-440. |
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| 作者姓名： | 郭延昂 董祥瑞 蔡小舒 周骛 |
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| 作者单位： | 上海理工大学 颗粒与两相流测量研究所,上海 200093;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093;上海理工大学 颗粒与两相流测量研究所,上海 200093;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093;上海理工大学 颗粒与两相流测量研究所,上海 200093;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093;上海理工大学 颗粒与两相流测量研究所,上海 200093;上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;国家科技重大专项 |
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| 摘 要： | 应用具有拉格朗日性质的运动单帧长曝光(MSFLE)图像测量方法,对矩形管内湍流边界层涡结构合并现象开展了实验研究。研究了雷诺数Reθ在97到194之间管道湍流边界层流向-法向平面内涡合并现象。在实验中,测量系统以与涡运动速度相近的速度匀速移动,采用连续长曝光记录示踪粒子运动轨迹,以捕捉涡随时空的演变过程,骨架提取图像处理算法获得示踪粒子速度,并应用Liutex物理量表征涡的旋转强度。研究表明:MSFLE方法测量装置简单,对实验条件要求低,可从拉格朗日视角直观测量湍流边界层涡结构及周围流场的时空演变过程,MSFLE图像测量方法与Liutex涡识别算法结合可以很好地应用于湍流边界层涡结构的可视化与量化。矩形管内湍流边界层涡合并的条件是两个涡相邻、强度和尺寸基本相同且为同向旋转涡,合并中两个涡的强度呈反向变化,合并生成的新涡的强度和尺寸基本为初始合并时两个涡之和,且旋转方向与两个涡同向。
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| 关 键 词： | 湍流边界层 涡结构 测量 MSFLE Liutex |
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