| 单气泡上浮运动的层析PIV实验研究 |
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| 引用本文： | 左峥瑜,佘文轩,高琪,廖相巍,赵亮,邵雪明.单气泡上浮运动的层析PIV实验研究[J].推进技术,2022,43(1):328-339. |
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| 作者姓名： | 左峥瑜 佘文轩 高琪 廖相巍 赵亮 邵雪明 |
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| 作者单位： | 浙江大学航空航天学院,浙江大学航空航天学院,浙江大学航空航天学院,鞍钢集团钢铁研究院冶金工艺研究所,鞍钢集团钢铁研究院冶金工艺研究所,浙江大学航空航天学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(91852204),海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室开放基金(SKLMEA-K201910), |
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| 摘 要： | 为了揭示上浮过程中的尾流涡结构及其与气泡之间的相互作用,分别采用阴影图像法和层析PIV技术,对单个气泡在静止水中自由Z字型上浮的过程进行了实验研究,得到气泡的形状、运动和三维的尾流速度场。采用"λ" _"ci" 涡判据和有限时间李雅普诺夫指数（Finite-Time Lyapunov Exponent,FTLE）,从速度场识别出三维的尾流涡结构和二维的拉格朗日拟序结构。结果表明,Z字型上浮过程中,气泡周围环绕有涡环,涡环会沿运动路径脱落交替的、方向相反的发卡涡;单个发卡涡脱落过程中,涡环一侧的FTLE脊线会闭合形成拉格朗日涡。由此可得到结论,发卡涡的周期性脱落,使涡环相对于气泡的对称性被周期性交替破坏,导致气泡形成Z字型周期运动;单个发卡涡脱落过程中,涡环两侧各自对发卡涡的流体输运存在显著差异。
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| 关 键 词： | 单气泡上浮 层析PIV 三维尾流结构 李雅普诺夫指数 流体输运 |
| 收稿时间： | 2021/1/18 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/4/30 0:00:00 |
Tomographic PIV Experimental Study on Motion of Rising Single Bubble |
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| ZUO Zheng-yu,SHE Wen-xuan,GAO Qi,LIAO Xiang-wei,ZHAO Liang,SHAO Xue-ming.Tomographic PIV Experimental Study on Motion of Rising Single Bubble[J].Journal of Propulsion Technology,2022,43(1):328-339. |
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| Authors: | ZUO Zheng-yu SHE Wen-xuan GAO Qi LIAO Xiang-wei ZHAO Liang SHAO Xue-ming |
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| Institution: | School of Aeronautics and Astronautics,Zhejiang University,Hangzhou Zhejiang,,School of Aeronautics and Astronautics,Zhejiang University,Hangzhou Zhejiang,,, |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Single bubble rising Tomographic PIV Three-dimensional wake structure Lyapunov exponent Fluid transport |
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