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Secondary steady-state and time-periodic flows from a basic flow with square array of odd number of vortices
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作者 Zhimin CHEN W.G.PRICE 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2023年第3期447-458,共12页
In a magnetohydrodynamic(MHD)driven fluid cell,a plane non-parallel flow in a square domain satisfying a free-slip boundary condition is examined.The energy dissipation of the flow is controlled by the viscosity and l... In a magnetohydrodynamic(MHD)driven fluid cell,a plane non-parallel flow in a square domain satisfying a free-slip boundary condition is examined.The energy dissipation of the flow is controlled by the viscosity and linear friction.The latter arises from the influence of the Hartmann bottom boundary layer in a three-dimensional(3D)MHD experiment in a square bottomed cell.The basic flow in this fluid system is a square eddy flow exhibiting a network of N~2 vortices rotating alternately in clockwise and anticlockwise directions.When N is odd,the instability of the flow gives rise to secondary steady-state flows and secondary time-periodic flows,exhibiting similar characteristics to those observed when N=3.For this reason,this study focuses on the instability of the square eddy flow of nine vortices.It is shown that there exist eight bi-critical values corresponding to the existence of eight neutral eigenfunction spaces.Especially,there exist non-real neutral eigenfunctions,which produce secondary time-periodic flows exhibiting vortices merging in an oscillatory manner.This Hopf bifurcation phenomenon has not been observed in earlier investigations. 展开更多
关键词 two-dimensional(2D)Navier-Stokes equation non-parallel square vortex flow primary bifurcation secondary steady-state flow secondary time-periodic flow
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超声血流向量成像评价2型糖尿病患者等容收缩期左心室流场状态 被引量:6
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作者 马荣川 尹立雪 +1 位作者 汪智慧 周秘 《四川医学》 CAS 2016年第1期11-15,共5页
目的采用超声血流向量成像(vector flow mapping,VFM)技术评价2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,D2M)患者等容收缩期(isovolumetric contraction phase,IVC)左心室(left ventricle,LV)血液流场状态,揭示D2M患者左心室血流动力学异常... 目的采用超声血流向量成像(vector flow mapping,VFM)技术评价2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,D2M)患者等容收缩期(isovolumetric contraction phase,IVC)左心室(left ventricle,LV)血液流场状态,揭示D2M患者左心室血流动力学异常。方法 51例D2M患者为D2M观察组,42例健康成人为对照组。采集连续3个心动周期及标准心尖四腔(apical four chamber,AP4c)常规二维灰阶图像和彩色多普勒血流动态图像,在机获取左心房(left atrium,LA)和LV内径、射血分数(ejection fraction,EF)、等容收缩时间(isovolumetric contraction time,ICT)、射血前期时间(pre ejection time,PET)等参数。将AP4c彩色多普勒血流动态图导入图像后处理工作站离线分析,获取IVC左心室能量损耗(energy loss,EL)及涡旋循环强度(Circulation)、中心位置、面积(area)等参数。比较两组常规心脏解剖和功能参数、EL及涡旋参数,并将EL与涡旋参数、LV流场参数与IVC时间参数进行关联性分析。结果等容收缩期LV流场参数比较:D2M组IVC总能量损耗(EL_SUM)及平均能量损耗(EL_AVG)较正常组明显增高,差异有统计学意义(P<0.01);D2M组涡旋循环强度(Circulation)、涡旋中心横向坐标(Vortex-X)均较正常组增高,而涡旋中心纵向坐标(Vortex-Y)较正常组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。EL与涡旋参数相关性分析:两组EL_SUM及EL_AVG与Circulation呈明显正相关关系(P<0.01);D2M组EL_SUM与Vortex-Y呈负相关关系(P<0.05),EL_AVG与Vortex-Y呈明显负相关关系(P<0.01)。结论 D2M患者等容收缩期左心室血液流场状态发生异常改变和能量损耗明显增加,有可能导致左心室射血功能异常。 展开更多
关键词 血流向量成像 糖尿病 2 等容收缩期 涡旋 能量损耗
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Study on Flow Characteristics of a Turbulent Boundary Layer and Vortex Structure of High Pressure Guide Vanes in SCO_2 Turbines 被引量:1
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作者 HAN Wanlong WANG Yueming +3 位作者 FENG Zhenping LI Hongzhi YAO Mingyu ZHANG Yifan 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期571-584,共14页
In order to further understand the aerothermodynamic performance and flow loss mechanism of SCO_2 turbines, RANS equations and an SST Turbulence Model were chosen for a numerical study on the secondary flow and vortex... In order to further understand the aerothermodynamic performance and flow loss mechanism of SCO_2 turbines, RANS equations and an SST Turbulence Model were chosen for a numerical study on the secondary flow and vortex structure of cascades using the commercial software CFX. The dimensionless vorticity analysis method was used to study the flow characteristics of the logarithmic layer and viscous sublayer in high pressure guide vane cascades. The new vortex structure and formation mechanism of the vortices were given and analyzed. Simulation results indicated that during the motion of the boundary layer in the cascades, the logarithmic layer and viscous sublayer obtain the different rotational direction vorticity, respectively. The endwall logarithmic layer and pressure side leg of the horseshoe votex gradually develop into the passage vortex, with the endwall viscous sublayer gradually developing into the corner viscous sublayer vortex II and the endwall viscous sublayer vortex I. The endwall viscous sublayer that rolled by the passage vortex is encountered with the upstream-side and radial boundary layer of the vane at the suction separation line, forming the suction separation line vortex beside the passage vortex. A pair of radial transition vortices are formed between the wake and the main stream. 展开更多
关键词 SCO2 turbine vortex structure DIMENSIONLESS VORTICITY logarithmic layer VISCOUS sublayer secondary flow
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多涡自组织的初步研究 被引量:17
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作者 周嘉陵 马镜娴 +1 位作者 陈联寿 罗哲贤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期464-473,共10页
在涡旋自组织动力学的框架内,用f平面二维准地转模式研究了初始场上不规则分布的由12个β和γ中尺度涡构成的涡群如何自组织成一个较大涡旋的问题。结果表明,多涡自组织是一个逐次合并的过程,开始时是相邻双涡的合并,然后形成三涡流型,... 在涡旋自组织动力学的框架内,用f平面二维准地转模式研究了初始场上不规则分布的由12个β和γ中尺度涡构成的涡群如何自组织成一个较大涡旋的问题。结果表明,多涡自组织是一个逐次合并的过程,开始时是相邻双涡的合并,然后形成三涡流型,最后才形成一个α中尺度的终态涡。因此,多涡共存条件下的双涡作用,是多涡自组织的一个基本的物理过程。初始场上的每一个涡或涡块,主要有两类“前景”,一是其涡量与相邻涡涡量合并,成为新的一个涡的内区的涡量来源;二是被相邻涡的环流拉伸,成为新的一个涡的螺旋带涡量的来源。每一个新的涡,类似地也有这两类前景,直至惟一的一个较大尺度的涡自组织起来。初始涡结构描述精度不同,自组织过程中涡互旋和涡合并的速率均会不同,终态涡内区涡量来源也不相同,说明准确给出初始涡群涡结构特征十分重要。最后指出了二维准地转流自组织过程数值解的一个属性,即总动能缓慢衰减,总涡度拟能迅速衰减,最大尺度涡旋的环流迅速加大。 展开更多
关键词 涡旋 涡合并 自组织 二维准地转流
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钝体绕流的随机涡方法 被引量:3
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作者 李晓渝 索奇峰 强士中 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期40-43,共4页
在离散涡方法中应用随机微分方程理论来求解二维钝体绕流问题 ,通过对静止圆柱不同雷诺数下的绕流计算 ,得到冯卡门涡街和回流区对称轴线上径向速度分布以及升力系数和阻力系数 。
关键词 随机微分方程 圆柱体 钝体绕流 随机涡方法 离散涡方法 雷诺数 空气动力学 速度分布
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65°三角翼亚音速复杂流场计算和数据可视化 被引量:1
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作者 李立 《力学与实践》 北大核心 2017年第1期18-24,共7页
提出一种基于非结构混合网格和有限体积法的有效计算策略,对第二期国际涡流试验项目(second international vortex flow experiment,VFE-2)的尖前缘65°三角翼在马赫数0.4,迎角20.3°,雷诺数2×10~6条件下的亚音速复杂流场... 提出一种基于非结构混合网格和有限体积法的有效计算策略,对第二期国际涡流试验项目(second international vortex flow experiment,VFE-2)的尖前缘65°三角翼在马赫数0.4,迎角20.3°,雷诺数2×10~6条件下的亚音速复杂流场结构进行数值模拟,重点探讨了基于计算数据进行该类型复杂涡系干扰表面和空间流场关键特征提取和数据可视化问题.通过与相关试验类比,建立了与先进试验流动显示技术相比拟的定性和定量分析方法,为三角翼这类复杂流场结构的精细分析奠定了技术基础.采用上述方法,细致分析了亚音速三角翼的大迎角复杂旋涡流场结构,得到了与试验一致的结论.研究证实:在大迎角条件下,三角翼流动物理复杂,黏性效应耦合严重,只有通过N-S方程计算才能准确地捕捉主涡和二次涡的发展. 展开更多
关键词 数据可视化 混合网格 有限体积法 旋涡运动 VFE-2(second international vortex flow experiment)三角翼
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二维涡旋的Lattice Boltzmann方法模拟
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作者 陈炬桦 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期163-165,共3页
介绍一个流体问题的LatticeBoltzmann并行模拟模型,该模型也是一种细胞自动机模型。用该模型模拟了二维的涡旋现象。利用计算机可视技术,可动态显示流体流动的演化过程,可用于分析、仿真流体流动现象,也可用于设计、优化一些物体与流体... 介绍一个流体问题的LatticeBoltzmann并行模拟模型,该模型也是一种细胞自动机模型。用该模型模拟了二维的涡旋现象。利用计算机可视技术,可动态显示流体流动的演化过程,可用于分析、仿真流体流动现象,也可用于设计、优化一些物体与流体接触的边界。 展开更多
关键词 并行计算 LATTICE BOLTZMANN 二维涡旋 计算机仿真
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A Preliminary Study on the Self-Orgnization Process of Multi-Vortex
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作者 周嘉陵 马镜娴 +1 位作者 陈联寿 罗哲贤 《Acta meteorologica Sinica》 SCIE 2007年第1期24-33,共10页
In this paper, the self-organization process of the initially scattered 12 meso-β and -γ scale vortices evolving into a synoptic-scale typhoon-like vortex in the context of advection dynamics is numerically explored... In this paper, the self-organization process of the initially scattered 12 meso-β and -γ scale vortices evolving into a synoptic-scale typhoon-like vortex in the context of advection dynamics is numerically explored with an )f-plane 2-D quasi-geostrophic vorticity equation model. The results show that the self-organization process was a step-by-step merging course, namely the two adjacent vortices first merged, then formed a tri-vortex flow pattern, and finally evolved into a resultant vortex of meso-α scale. Thus it can be seen as an interaction of binary vortices self-organization. Each initial vortex or vorticity lump confronted two ways out: it merged with an adjacent vortex, and thus became a source of the inner region vorticity of the new formed vortex; or it was stretched by the circulation of an adjacent vortex, and then became the vorticity source of the spiral band of new vortex. Similarly, each new formed vortex also confronted the two ways out, until the multi-vortex self-organized into a single vortex of lager scale. The representation precision of the initial vortex structure directly affected the speeds of the mutual rotation and merging of the resultant vortex. Therefore, it is important to provide an accurate description of initial vortex profiles. Finally, a property of the numerical solution of the self-organization for the 2-D quasi-geostrophic flow is that the total kinetic energy decays slowly, the total enstrophy decreases rapidly, and the circulation of the largest scale vortex grows quickly. 展开更多
关键词 vortex vortices merging SELF-ORGANIZATION 2-D quasi-geostrophic flow
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跨声速压气机转子叶尖涡系结构分析 被引量:3
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作者 吴艳辉 丁永鹏 +3 位作者 安光耀 陈智洋 刘军 彭文辉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1838-1844,共7页
本文以NASA rotor 35为研究对象,采用定常和非定常数值模拟方法对其全稳定工况范围内的流场进行了数值模拟。以此为基础,将广泛应用于旋涡结构识别的特征向量法和Lambda 2方法引入到压气机叶尖流场的分析中。流场分析表明:当在流向涡稳... 本文以NASA rotor 35为研究对象,采用定常和非定常数值模拟方法对其全稳定工况范围内的流场进行了数值模拟。以此为基础,将广泛应用于旋涡结构识别的特征向量法和Lambda 2方法引入到压气机叶尖流场的分析中。流场分析表明:当在流向涡稳定发展时,lambda 2方法和特征向量法均可以准确地提取叶尖流场中的主要涡旋;当流向涡结构遭到破坏时,lambda 2方法在涡破碎区失效,而特征向量法则可以更为深入地描述破碎区的情况。从阻塞工况到近峰值效率工况,叶尖通道中除了主间隙涡之外还有若干二次间隙涡,二次间隙涡的分布与通道中激波的变化紧密相关;而从近峰值效率工况到失速边界工况,叶尖涡系不再发生变化,但主间隙涡与激波干涉效应不断增强,叶尖流场先后历经了激波后近压力面侧低速阻塞区的出现、主间隙涡的泡式及螺旋式破碎。 展开更多
关键词 跨声速压气机 LAMBDA 2方法 特征向量法 间隙流 涡破碎
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低雷诺数下双向受迫振动圆柱尾涡结构分析
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作者 史旭阳 黄典贵 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1917-1923,共7页
本文使用本团队自主开发的一款通用统一的流体力学计算软件UCFD,在Re=100和Re=500时对横、纵双向受迫振动圆柱绕流进行了数值模拟研究,研究发现了一些新的涡结构:在横向振动的基础上增加纵向振动后,在Re=100时,随着纵向振幅的增大,在某... 本文使用本团队自主开发的一款通用统一的流体力学计算软件UCFD,在Re=100和Re=500时对横、纵双向受迫振动圆柱绕流进行了数值模拟研究,研究发现了一些新的涡结构:在横向振动的基础上增加纵向振动后,在Re=100时,随着纵向振幅的增大,在某些工况下,圆柱的尾涡结构会在2P和P+S模式之间变化;当振动圆柱的纵向振幅增大至0.8D后,圆柱一周期脱落涡可达到5个;Re=500时,随着纵向振幅的增大,圆柱尾涡的2S与P+S结构分布逐渐减少,2P结构分布逐渐变多;当振动圆柱的纵向振幅增大至0.6D后,在某些工况下圆柱一周期脱落5个涡。 展开更多
关键词 低雷诺数 圆柱绕流 UCFD 涡脱落模态 横纵双向受迫振动
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带外力项的iDdQ(q-1)多松弛格子Boltzmann模型
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作者 朱俏俐 张文欢 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期551-561,共11页
以3维14速(iD3Q14)多松弛格子Boltzmann(MRT LB)模型为例,在iDdQ(q-1)MRT LB模型的基础上,采用多尺度展开和反向设计法构造出带外力项的iDdQ(q-1)MRT LB模型,该模型在低Mach数的假设下可恢复到带外力项的不可压Navier-Stokes方程.通过... 以3维14速(iD3Q14)多松弛格子Boltzmann(MRT LB)模型为例,在iDdQ(q-1)MRT LB模型的基础上,采用多尺度展开和反向设计法构造出带外力项的iDdQ(q-1)MRT LB模型,该模型在低Mach数的假设下可恢复到带外力项的不可压Navier-Stokes方程.通过对三维方形管道内泊肃叶流、脉动流以及二维Taylor涡衰减流的模拟发现,数值结果与解析解吻合很好,并且空间精度达到二阶,从而验证了新模型模拟外力驱动的稳态和非稳态不可压流动的有效性. 展开更多
关键词 带外力项的3维14速模型 反向设计法 泊肃叶流 方形管道内脉动流 二维Taylor涡衰减流
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