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为了深入认识低温射流在超临界压力下的流动特性,将真实流体热物性模型写入开源CFD程序OpenFOAM平台中,开发出了用于模拟超临界压力下流动过程的均相求解器。针对液氮跨临界、超临界射流进行大涡模拟,研究了环境条件变化对于低温射流流动特性的影响。结果表明:采用的真实流体模型能够在广泛的温度与压力范围内准确计算流体的热物理性质,在此基础上开发的均相求解器能够准确描述超临界条件下的低温射流,其流动特性主要表现为稠密液体与环境气体之间的剪切层不稳定以及湍流混合,此类变密度射流在湍流充分发展区域同常密度射流一样具有自相似特性;超临界射流相比于跨临界射流具有更高的混合效率以及更短的液核穿透长度;环境温度升高以及环境压力降低均使得低温射流与周边气体之间的密度梯度增加,对剪切层中不稳定波动的发展起到抑制作用,导致了射流液核长度的增加以及扩张角度的减小。 相似文献
214.
为抑制推进泵空化不稳定引起的振动、噪声等危害,采用仿座头鲸鳍状肢前缘凸结的方法对推进泵叶片空化进行控制,通过水洞实验和数值模拟对前缘凸结的空化控制效果和机理进行了研究。结果表明,与原型泵相比,本文设计的仿生泵扬程得到了提升,且其效率损失小于2.5%;该仿生泵的前缘凸结会诱发涡结构,使叶片表面适度湍流化,造成空化区域的展向发展受到限制,空泡稳定性得到提高,但其也会导致波谷处存在低压区,造成仿生泵空化初生提前。总体来说,前缘凸结可以有效控制空化脱落和不稳定脉动,但凸结结构参数有待进一步优化以延缓由于波谷处局部压力较低而引发的空化初生提前。 相似文献
215.
在流场背景湍流度比较大或流场中涡结构的尺度范围比较宽的情况下,为了研究湍流场中不同尺度涡结构的迁移速度,用IFA300双通道恒温热线风速计和两个热线探针测量圆自由射流中心线上距离一定的空间两点同一时刻的流向速度分量,用子波分析提取了每一个探针输出的不同尺度的脉动速度信号,计算了两个探针输出的同一尺度脉动速度信号的互相关函数,利用互相关函数达到最大值对应的延迟时间研究了湍流多尺度涡结构的迁移特性。实验结果表明:不同尺度涡结构具有不同的迁移速度,小尺度涡的迁移速度较大,大尺度涡的迁移速度较小。其中,一部分尺度的涡结构是湍流中的主要结构,该尺度涡结构对湍流的贡献也是主要的,其迁移速度与实验测得的湍流平均速度较为接近。 相似文献
216.
217.
侧向喷流的气动增益特性研究 总被引:3,自引:0,他引:3
本文实验研究了一种弹翼身组合体构型在亚、跨、超声速,不同动量比以及不同喷口布局条件下的侧向喷流气动增益情况。给出了来流马赫数、喷流动量比、喷口布局等对增益特性的影响。结果表明,马赫数和喷口布局对增益特性均有显著影响,但本文定义的增益因子却基本与动量比无关。此外,对比分析了单独体构型和翼身组合体构型增益特性的差异,进一步揭示了主流、喷流在二者相互作用中的地位和影响。本文结果对认识侧向喷流干扰特性、气动增益、开发高效喷流姿态控制技术等有一定参考意义。 相似文献
218.
219.
三维湍流冲击射流流动与传热特性的数值研究 总被引:2,自引:0,他引:2
采用SIMPLE算法和RNGk-ε湍流模型,通过求解三维Navier-Stokes方程和能量方程,对矩形管和方管湍流冲击射流的流动及传热特性进行了数值研究。模拟结果显示出在矩形管和方管射流的冲击面附近分别存在主流方向速度的两个和四个偏心峰值,偏心速度峰值的形成是当射流冲击壁面时,沿壁面射流方向的涡量扩散和旋涡拉伸作用而引起的;偏心速度峰值的形成与射流Re数和喷嘴-冲击板间距的大小密切相关,而偏心速度峰值的个数则取决于射流喷嘴的几何形状;冲击射流的传热特性受流场结构的控制,偏心速度峰值的存在导致了冲击壁面上局部Nu数偏心峰值的形成。 相似文献
220.