“碰撞的涡环”是一件创新展品,历经半年的研发制作,展品结构几次修改,最终研制成功。可以说,这件展品的成功,取决于制作人员的坚持和流体力学研究人员提供的专业数据。文章从展品来源、制作过程、技术难点等几方面介绍了展品的研发过程。研制这件展品,就是想让大家观看到这个有趣的、令人惊艳的现象,激发对科学的兴趣和思考,引导大家深入探讨相关理论内容和实际的应用。
作者:张厚臻; 余钊圣; 邵雪明 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2016年第03期
该文采用虚拟区域方法对两维仿生水母模型在流体中推进时的流固耦合作用进行了数值模拟,研究了流体动力黏度和水母弹性模量等参数对水母运动的影响。研究结果表明:水母的游动与尾流涡环密切相关,受到起始涡环和停滞涡环的双重影响;水母的运动速度随着黏性的增大而减小,呈现两段斜率不同的幂指关系,而弹性模量的增大使得水母运动速度大致呈线性减小,并且可能使得水母出现倒退运动。
作者:王学东; 柳建华; 朱立珺; 赵永杰 期刊:《能源工程》 2017年第02期
设计了基于智能芯片控制的电磁驱动模式的复合射流激励器,并设计和制造了简易的试验装置。通过高速摄像技术,运用可视化方法研究复合射流激励器在不同频率下产生的涡环的结构特征及其传播过程中速度的变化特性,分析了电磁铁工作时不同的占空比对涡环传播速度的影响。研究表明随着涡环传播过程的推进,涡环的速度先逐渐上升,后逐渐下降,直至涡环能量全部耗散;随着频率的增大,涡环传播平均速度逐渐减小;同一频率下,占空比越大,涡环传...
作者:董刚; 于陆军; 范宝春 期刊:《爆破器材》 2007年第06期
采用带化学反应的多组分Euler方程,数值模拟了爆炸管道出口形状对爆轰波泄出外流场结构的影响。采用高速阴影光学显示技术拍摄了外流场的照片,对数值计算方法进行了验证。在此基础上,考察了不同出口形状对爆轰波溢出后的外流场的动力学演变规律的影响,分析讨论了涡环与激波的相互作用过程。
本文针对一起典型的施瓦泽269型直升机做自转下滑训练时进入涡环状态的飞行事故进行分析研究。介绍了直升机涡环的形成机理,基于经典的高-辛判据方法计算得出施瓦泽269型直升机的涡环边界,并使用该型机对计算结果进行验证试飞,经综合分析最终确定了的涡环边界,为后续的特情飞行训练提供了技术保障。
作者:王智伟 陈斌 郭烈锦 期刊:《工程热物理学报》 2008年第04期
本文发展了三维离散涡模型用于模拟无粘不可压缩涡环的发展及其与气泡的相互作用,涡环被离散为平均分布在其中心线上的球形涡元,由Blot—Sarvart定律叠加每个涡元的诱导速度得到涡环的运动速度。涡环横截面上的涡量分布由二阶高斯分布来近似,而涡环随时间的演化则采用具有二阶精度的预测一校正算法。利用本文发展的三维离散涡模型,首先对圆涡环的发展进行了模拟,运动速度同理论解对比非常吻合,验证了模型的有效性。随后分别...
作者:高振兴 顾宏斌 期刊:《系统仿真学报》 2008年第23期
分析了微下击暴流的特征和用于飞行实时仿真中的建模需求。基于流体力学的涡环原理构建三维微下击暴流的参数化模型,并对涡环法建模进行了深入改进。基于流体力学方法解决了涡环法模型的中心轴处和涡核内的奇异问题。针对真实微下击暴流风场的特点,设计了倾斜涡环模型和多涡环模型,从而高逼真度她模拟复杂的微下击暴流风场。简要讨论了该模型在飞行实时仿真中的应用方法。该建模方法灵活性高,可重配置,不仅可用于变化风场中的...
作者:秦波 张强 期刊:《空气动力学学报》 2010年第03期
涡环的诱导与自诱导会引起同轴涡环的相互穿梭运动。在忽略涡核形状改变的前提下,利用涡声理论和理想流体中涡冲量守恒,可将远场声压用系统涡质心的轴向加速度表示。涡质心轴向运动加速度的变化是产生声的根本原因。在利用Biot—Savart公式得到涡环运动轨迹的基础上,对涡环穿梭运动产生的声及频谱特性进行了分析。涡环之间的初始轴向距离越远,所产生声的频率成分越丰富;相反,所产生声的频率成分越单一。
作者:张焕好 陈志华 姜孝海 期刊:《推进技术》 2016年第02期
基于可压缩Navier-Stokes方程,采用大涡模拟方法与高精度WENO/TCD混合格式,对Ma=0.6的亚声速等膨胀方管射流的初始流场进行了数值研究.数值结果清晰地描述了初始主涡环的形成与三维演变过程.方管射流具有平面管与圆管射流的一般流场特征,但方管周向曲率的不一致导致轴向流动速度不均匀,使方形主涡环出现复杂的Biot-Savart自诱导变形,并在方形涡环截面上诱导形成4对反向流向涡对.在主涡环的Biot-Savart自诱导变形与流向涡对的诱导速...
作者:张焕好 陈志华 姜孝海 张辉 期刊:《推进技术》 2015年第08期
基于大涡模拟方法与高精度混合格式,对出口压力比(n)为1.4与4.0的弱与强欠膨胀圆管射流初始流场进行了数值模拟。结果清晰地描述了两种压力比条件下欠膨胀射流初始流场的结构特征,包括涡与激波结构及它们演变过程,发现强欠膨胀射流中二次涡环是由三波点向下游形成的滑移层失稳而直接卷起,此与弱欠膨胀情况不同。另外,还讨论了二次涡环在绕主涡环外缘向后翻转过程中的演变过程及其对主涡核的影响。当n=4.0时,得到射流域内桶形激波...
作者:朱跃进 于蕾 董刚 潘剑锋 期刊:《科学技术与工程》 2016年第05期
对马赫数为2.2的强激波与Kr重质气泡的作用过程进行了三维数值模拟,重点考察了反射激波对变形Kr气泡的影响。研究结果显示:强激波对Kr气泡的压缩与扰动作用增强;且反射激波引起的斜压效应可明显改变流场区域的涡量分布。此外,Kr气泡区域的三维涡结构受流场扰动影响会变形失稳并形成流向涡,弯曲项和拉伸效应是流向涡形成的最主要来源。