三方柱绕流特性的PIV试验研究
发布时间：2022-02-27 21:43
采用U形水槽试验的方法,研究在不同间距比情况下正“品”字与倒“品”字形三方柱的绕流现象。由于“品”字形三方柱在不同间距比情况下绕流机制较复杂,水槽边壁又存在一些影响,因此添加了近壁非淹没与淹没单方柱试验组。通过粒子图像测速（PIV）系统,测量了“品”字形三方柱附近的水流结构,得到了流场、紊动强度、雷诺应力、拟涡能、变形能等水流分布及变化特征,对试验结果分析得出如下结论:Ⅰ.近壁方柱绕流试验:（1）非淹没方柱（1）流场结构特征方柱近壁距离为0时（相当于丁坝）,方柱后方形成一个较大的漩涡;方柱近壁距离为13cm时,方柱后方形成一对平行的漩涡,且随着方柱近壁距离的增加,两漩涡逐渐对称。（2）紊动强度分布特征方柱左侧、方柱后方近水槽边壁处及沿方柱左侧向下游延伸一段距离近主流区一定范围内紊动强度都较高,且随着方柱近壁距离的增加,紊动强度及范围逐渐增大。（3）雷诺应力分布特征方柱左侧形成正雷诺应力区,沿方柱左侧向下游延伸一段距离近主流区一定范围内形成负雷诺应力区;当方柱近壁距离为23cm时,方柱后方近水槽边壁处形成正雷诺应力区。（2）淹没方柱（1）流场结...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 研究进展
1.2.1 单方柱绕流研究现状
1.2.2 多方柱绕流研究现状
1.2.3 小结
1.3 研究内容、研究方法与技术路线
1.3.1 研究内容及方法
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 方柱绕流物理模型试验设计
2.1 试验仪器及设备
2.1.1 水槽模型
2.1.2 流量控制系统
2.1.3 自动水位测量系统
2.1.4 流速测量系统
2.1.5 方柱模型
2.2 数据采集及处理
2.3 试验方案设计
2.3.1 试验内容
2.3.2 试验工况设置
2.3.3 观测剖面及流速采集点设置
2.4 本章小结
第三章 流体特性理论基础
3.1 流场
3.2 紊动强度
3.3 雷诺应力
3.4 拟涡能
3.5 变形能
3.6 本章小结
第四章 不同近壁距离单方柱绕流
4.1 近壁非淹没单方柱绕流
4.1.1 流场分布特征
4.1.2 紊动强度分布特征
4.1.3 雷诺应力分布特征
4.2 近壁淹没单方柱绕流
4.2.1 流场分布特征
4.2.2 紊动强度分布特征
4.2.3 雷诺应力分布特征
4.3 近壁非淹没与淹没单方柱绕流的差异
4.4 本章小结
第五章 不同间距比三方柱绕流
5.1 正“品”字形三方柱绕流
5.1.1 流场分布特征
5.1.2 紊动强度分布特征
5.1.3 雷诺应力分布特征
5.1.4 拟涡能分布特征
5.1.5 变形能分布特征
5.2 倒“品”字形三方柱绕流
5.2.1 流场分布特征
5.2.2 紊动强度分布特征
5.2.3 雷诺应力分布特征
5.2.4 拟涡能分布特征
5.2.5 变形能分布特征
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结与创新
6.1.1 总结
6.1.2 创新
6.2 不足与展望
6.2.1 不足
6.2.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于格子Boltzmann方法的固定方柱绕流研究[J]. 靳遵龙,王元凯,王永庆. 郑州大学学报(理学版). 2018(03)
[2]两并列矩形柱绕流的PIV试验研究[J]. 郑宇华,顾杰. 应用力学学报. 2018(03)
[3]低雷诺数下等边布置三方柱绕流的数值研究[J]. 张伟,戴玉满. 机械工程学报. 2015(12)
[4]亚临界雷诺数下圆柱和方柱绕流数值模拟[J]. 沈立龙,刘明维,吴林键,李鹏飞,舒丹. 水道港口. 2014(03)
[5]串列双方柱绕流的数值模拟[J]. 吕启兵,杨斌,杨忠超,李鹏浩. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(05)
[6]阵列四柱绕流的数值模拟[J]. 刘为民,谷家扬,卢燕祥. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]静止方柱和圆柱绕流的二维数值分析[J]. 毕继红,余化军,任洪鹏. 三峡大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]小尺度下低雷诺数和发生体对流体激振力的影响[J]. 冉景煜,杨源. 工程热物理学报. 2011(12)
[9]三方柱绕流的大涡模拟及频谱分析[J]. 赵心广. 水科学与工程技术. 2011(04)
[10]并列方柱升阻力的被动流动控制研究[J]. 广林端,苏中地. 中国计量学院学报. 2010(03)
博士论文
[1]粘弹性流体各向同性湍流特性研究[D]. 蔡伟华.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]方柱绕流的PIV实验及数值研究[D]. 杨继忠.上海海洋大学 2015
[2]圆柱绕流底部流场及紊动特性试验研究[D]. 唐一夫.天津大学 2014
[3]较高雷诺数下串列方柱绕流的数值模拟[D]. 李雪健.中国计量学院 2014
[4]近壁方柱绕流湍流场非定常特性的PIV实验研究[D]. 万津津.上海交通大学 2009
[5]低雷诺数下双方柱绕流的数值模拟[D]. 付娜.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3645334
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 研究进展
1.2.1 单方柱绕流研究现状
1.2.2 多方柱绕流研究现状
1.2.3 小结
1.3 研究内容、研究方法与技术路线
1.3.1 研究内容及方法
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 方柱绕流物理模型试验设计
2.1 试验仪器及设备
2.1.1 水槽模型
2.1.2 流量控制系统
2.1.3 自动水位测量系统
2.1.4 流速测量系统
2.1.5 方柱模型
2.2 数据采集及处理
2.3 试验方案设计
2.3.1 试验内容
2.3.2 试验工况设置
2.3.3 观测剖面及流速采集点设置
2.4 本章小结
第三章 流体特性理论基础
3.1 流场
3.2 紊动强度
3.3 雷诺应力
3.4 拟涡能
3.5 变形能
3.6 本章小结
第四章 不同近壁距离单方柱绕流
4.1 近壁非淹没单方柱绕流
4.1.1 流场分布特征
4.1.2 紊动强度分布特征
4.1.3 雷诺应力分布特征
4.2 近壁淹没单方柱绕流
4.2.1 流场分布特征
4.2.2 紊动强度分布特征
4.2.3 雷诺应力分布特征
4.3 近壁非淹没与淹没单方柱绕流的差异
4.4 本章小结
第五章 不同间距比三方柱绕流
5.1 正“品”字形三方柱绕流
5.1.1 流场分布特征
5.1.2 紊动强度分布特征
5.1.3 雷诺应力分布特征
5.1.4 拟涡能分布特征
5.1.5 变形能分布特征
5.2 倒“品”字形三方柱绕流
5.2.1 流场分布特征
5.2.2 紊动强度分布特征
5.2.3 雷诺应力分布特征
5.2.4 拟涡能分布特征
5.2.5 变形能分布特征
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结与创新
6.1.1 总结
6.1.2 创新
6.2 不足与展望
6.2.1 不足
6.2.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于格子Boltzmann方法的固定方柱绕流研究[J]. 靳遵龙,王元凯,王永庆. 郑州大学学报(理学版). 2018(03)
[2]两并列矩形柱绕流的PIV试验研究[J]. 郑宇华,顾杰. 应用力学学报. 2018(03)
[3]低雷诺数下等边布置三方柱绕流的数值研究[J]. 张伟,戴玉满. 机械工程学报. 2015(12)
[4]亚临界雷诺数下圆柱和方柱绕流数值模拟[J]. 沈立龙,刘明维,吴林键,李鹏飞,舒丹. 水道港口. 2014(03)
[5]串列双方柱绕流的数值模拟[J]. 吕启兵,杨斌,杨忠超,李鹏浩. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(05)
[6]阵列四柱绕流的数值模拟[J]. 刘为民,谷家扬,卢燕祥. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]静止方柱和圆柱绕流的二维数值分析[J]. 毕继红,余化军,任洪鹏. 三峡大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]小尺度下低雷诺数和发生体对流体激振力的影响[J]. 冉景煜,杨源. 工程热物理学报. 2011(12)
[9]三方柱绕流的大涡模拟及频谱分析[J]. 赵心广. 水科学与工程技术. 2011(04)
[10]并列方柱升阻力的被动流动控制研究[J]. 广林端,苏中地. 中国计量学院学报. 2010(03)
博士论文
[1]粘弹性流体各向同性湍流特性研究[D]. 蔡伟华.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]方柱绕流的PIV实验及数值研究[D]. 杨继忠.上海海洋大学 2015
[2]圆柱绕流底部流场及紊动特性试验研究[D]. 唐一夫.天津大学 2014
[3]较高雷诺数下串列方柱绕流的数值模拟[D]. 李雪健.中国计量学院 2014
[4]近壁方柱绕流湍流场非定常特性的PIV实验研究[D]. 万津津.上海交通大学 2009
[5]低雷诺数下双方柱绕流的数值模拟[D]. 付娜.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3645334
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