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大尺度类波形壁面湍流边界层TR-PIV实验研究 被引量:1
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作者 唐俊 闫一天 刘岩岩 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期267-274,共8页
针对传统波形壁面因尺度微小所引发的加工困难、维护费用昂贵等问题,设计了一种大尺度的类波形壁面.对虎鲸的皮肤嵴结构进行放大和形貌改良,得到的大尺度类波形壁面可以更好地适用于工程实际;研究了大尺度类波形壁面对湍流边界层的影响... 针对传统波形壁面因尺度微小所引发的加工困难、维护费用昂贵等问题,设计了一种大尺度的类波形壁面.对虎鲸的皮肤嵴结构进行放大和形貌改良,得到的大尺度类波形壁面可以更好地适用于工程实际;研究了大尺度类波形壁面对湍流边界层的影响,分析了其减阻效果及减阻机理.采取高时间分辨率粒子图像测速(TR-PIV)技术,对光滑壁面和振幅与波长之比分别为2a1/λ=0.033、2a2/λ=0.050、2a3/λ=0.066的3种大尺度类波形柔性壁面湍流边界层流场进行了实验测量,对流场中的时空相关函数进行计算.分析一个波长范围内流向、法向速度及压力分布,发现波形结构下坡段附近的逆压梯度使得流动减速,爬坡段附近的顺压梯度则加速了流动,减速效果最强位置位于波谷,加速效果最强位置位于波谷始末,流场中的速度在两个极值内变化.对不同工况下类波形壁面末尾凹槽下游紧邻平板区域各阶统计量进行了对比,结果表明3种类波形壁面的平均速度剖面于对数区表现出不同幅度的抬升,近壁区平均速度均有不同程度增大;近壁区流场雷诺切应力具有明显的降低,近壁区湍流脉动被抑制,雷诺应力的峰值相对壁面略有外移;3种类波形壁面均具有一定减阻效果,最大减阻率为23.0%. 展开更多
关键词 波形壁面 湍流 高时间分辨率粒子图像测速 雷诺应力 减阻 仿生
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机翼湍流尾流Tr-PIV测量分析 被引量:2
2
作者 翟树成 张军 +1 位作者 洪方文 赵峰 《舰船科学技术》 2011年第2期18-23,共6页
采用Tr-PIV(Time-resolved Particle Image Velocimetry)技术对机翼湍流尾流场的非定常现象进行了测量分析。试验获得了流场瞬时速度场的基本结构演化、流场的湍流强度分布、涡量场、雷诺应力场以及湍流空间相关系数;通过功率谱分析对... 采用Tr-PIV(Time-resolved Particle Image Velocimetry)技术对机翼湍流尾流场的非定常现象进行了测量分析。试验获得了流场瞬时速度场的基本结构演化、流场的湍流强度分布、涡量场、雷诺应力场以及湍流空间相关系数;通过功率谱分析对速度场进行了相位分解,获取了相位平均下的湍流积分尺度。基于泰勒冻结假设及采用"以时代空"的方法获得了湍流时间积分尺度,同时直接采用速度场空间相关方法获得湍流空间积分尺度,并对二者作了比较分析,讨论了该假设的适用性。 展开更多
关键词 tr-piv 机翼 湍流流场 相关分析
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贴壁方柱湍流场TR-PIV实验研究 被引量:7
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作者 万津津 施鎏鎏 +1 位作者 余俊 刘应征 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期31-35,共5页
采用时变粒子图像速度场测试技术(TR-PIV),对低速循环水槽中贴壁二维方柱绕流湍流场进行了细致的测量。通过对实验得到的30000个连续瞬态速度场进行分析,得到了时均速度场和流线图谱,以及流向、法向速度分量的脉动强度场和涡量场。此外... 采用时变粒子图像速度场测试技术(TR-PIV),对低速循环水槽中贴壁二维方柱绕流湍流场进行了细致的测量。通过对实验得到的30000个连续瞬态速度场进行分析,得到了时均速度场和流线图谱,以及流向、法向速度分量的脉动强度场和涡量场。此外,对脉动速度时序信号进行谱分析,得到了流场中低频大尺度相干结构脱落频率。通过对瞬态速度场的分析,揭示了贴壁方柱绕流的旋涡脱落及其发展过程。 展开更多
关键词 方柱 TR—PIV 分离流 再附湍流 相干结构 相关分析
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基于连续式激光光源的TR-PIV测试技术 被引量:6
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作者 余俊 万津津 +1 位作者 施鎏鎏 刘应征 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1254-1257,共4页
建立了基于连续式激光光源的时序粒子图像速度场(TR-PIV)测试系统,考虑到计算机存储设备的数据传输瓶颈,采用磁盘阵列数据采集技术配合高速相机实现了长时间粒子图像场的高速连续采集,并采用该系统对低速水槽中自由来流方柱绕流的湍流... 建立了基于连续式激光光源的时序粒子图像速度场(TR-PIV)测试系统,考虑到计算机存储设备的数据传输瓶颈,采用磁盘阵列数据采集技术配合高速相机实现了长时间粒子图像场的高速连续采集,并采用该系统对低速水槽中自由来流方柱绕流的湍流场进行了长时间125 Hz连续采样,通过法向速度信号的FFT分析以及互相关分析获取了大尺度相关结构的变化特征. 展开更多
关键词 连续式激光 高速相机 时序粒子图像测速 磁盘阵列
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近壁方柱绕流非定常特性的TR-PIV测量 被引量:5
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作者 施鎏鎏 余俊 +1 位作者 万津津 刘应征 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1312-1314,共3页
本文采用时变粒子图像速度场测试技术(TR-PIV),研究了低速循环水槽中近壁(G/D=0.1)二维方柱绕流的非定常流动特性。通过对实验得到的20000个连续瞬态速度场进行分析,得到了时均速度矢量场,速度大小分布和流向速度脉动强度分布。根据回... 本文采用时变粒子图像速度场测试技术(TR-PIV),研究了低速循环水槽中近壁(G/D=0.1)二维方柱绕流的非定常流动特性。通过对实验得到的20000个连续瞬态速度场进行分析,得到了时均速度矢量场,速度大小分布和流向速度脉动强度分布。根据回流间歇系数的分布确定了时均再附点的位置。通过对原始速度场进行互相关分析,得到了流场中低频大尺度相干结构输运速度U_c=0.4U_0。 展开更多
关键词 TR-PⅣ 相干结构 互相关
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基于TR-PIV风力机尾迹拟序结构特征的实验研究 被引量:3
6
作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 刘珍 东雪青 孙博 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2892-2898,共7页
在低速风洞闭口实验段,利用TR-PIV技术测量水平轴风力机有、无格栅时尾迹流场连续、瞬态信息。应用高时间分辨率(1 kHz)速度场数据获得风力机尾流的相干结构(拟序结构)及脉动速度空间相关系数分布,进一步计算提取不同工况下的湍流积分... 在低速风洞闭口实验段,利用TR-PIV技术测量水平轴风力机有、无格栅时尾迹流场连续、瞬态信息。应用高时间分辨率(1 kHz)速度场数据获得风力机尾流的相干结构(拟序结构)及脉动速度空间相关系数分布,进一步计算提取不同工况下的湍流积分长度。分析结果揭示了风力机尾迹湍流拟序结构的演化规律,可为风力机尾迹湍流机理研究及尾迹控制奠定基础。 展开更多
关键词 水平轴风力机 尾流 拟序结构 湍流积分尺度 高频PIV
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TR-PIV Analysis of Turbulent Wake of Hydrofoil with Beveled Trailing Edge
7
作者 Zhang Jun Shucheng Zhai Guoping Zhang Qingyu Xue 《Journal of Shipping and Ocean Engineering》 2012年第4期224-229,共6页
The turbulent wakes behind trailing edge are analyzed for understanding of the flow mechanisms responsible for the generation of trailing edge noise. The TILS (turbulence integral length scale) of the turbulent wake... The turbulent wakes behind trailing edge are analyzed for understanding of the flow mechanisms responsible for the generation of trailing edge noise. The TILS (turbulence integral length scale) of the turbulent wake of hydrofoil with blunt trailing edge is calculated from TR-PIV (time-resolved particle image velocimetry) data. The temporal auto-correlation method based on Taylor hypothesis and spatial correlation method are used to get the TILS information of the turbulent wake of hydrofoil, respectively The comparison of results by two methods indicates that the spatial correlation method is independent on Taylor hypothesis and suitable to strong turbulence and non-isotropic turbulence. 展开更多
关键词 tr-piv TILS turbulence intensity trailing edge hydrofoil.
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淹没射流湍流场的TR-PIV测量及流场结构演变的POD分析 被引量:8
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作者 温谦 沙江 刘应征 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期16-24,共9页
利用平面激光诱导荧光流动显示技术(LIF)和二维高速粒子图像测速技术(TR-PIV)对淹没射流和自由面相互作用湍流场进行了细致的测量,并利用本征正交分解方法(POD)对测得的流场进行分解,提取流场中含能大尺度结构并分析其与自由面相互作用... 利用平面激光诱导荧光流动显示技术(LIF)和二维高速粒子图像测速技术(TR-PIV)对淹没射流和自由面相互作用湍流场进行了细致的测量,并利用本征正交分解方法(POD)对测得的流场进行分解,提取流场中含能大尺度结构并分析其与自由面相互作用特点。射流出口雷诺数Re=5600,淹没深度H/D=4。LIF实验结果表明:自由液面的存在使得射流在向下游扩散发展中存在向上运动的趋势。时均流场也表明射流上半部分扩散速率更快,在相互作用区域,最大速度位置逐渐向自由液面靠近,类似自由射流的流向湍流度双峰值分布形式随流向距离增大而逐渐消失。POD分解得到的空间模态表明:射流中有序的相干结构在上游逐渐发展,随后迅速向上发展并与自由液面发生相互作用,在下游,由于自由液面的限制,大尺度结构又开始向下发展。 展开更多
关键词 淹没射流 自由液面 TR—PIV POD 动态结构
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高频响流场测试TR-PIV系统技术及其应用 被引量:7
9
作者 陈建民 刘应征 魏润杰 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期83-87,共5页
系统地介绍了高频响流场测试TR-PIV技术的基本原理、系统结构及组成,并对其三大关键技术即高速相机、高频响激光器和高速数据存储技术进行了系统的技术分析。结合TR-PIV实验系统要求,对商业高速相机和高频响激光器技术的现状进行了介绍... 系统地介绍了高频响流场测试TR-PIV技术的基本原理、系统结构及组成,并对其三大关键技术即高速相机、高频响激光器和高速数据存储技术进行了系统的技术分析。结合TR-PIV实验系统要求,对商业高速相机和高频响激光器技术的现状进行了介绍和分析。TR-PIV实验过程中产生的大量数据图像文件对实验系统数据传输带宽的高要求,制约着实验数据采集频率和总实验时间两个参数。建立了基于PCI-E间接存储技术的TR-PIV流场测试系统并利用该系统对低速循环水槽中自由来流方柱绕流场进行了长时间110Hz连续采样,获取了方柱尾迹中旋涡结构的时空演变特征。研究结果对于集成建立高频响TR-PIV测试系统及其应用具有较好的指导价值。 展开更多
关键词 激光器 高速相机 时序粒子图像测速技术 高速数据传输 存储技术 流场测量
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基于TR-PIV方法的格栅-空腔流动流场自激振荡空间特征研究 被引量:2
10
作者 张永昌 徐宇工 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期234-240,共7页
格栅-空腔流动能够引起流场自激振荡现象,导致诸多工程问题。采用风洞实验方法对流场振荡的空间分布特征问题进行了研究;建立了格栅-空腔实验装置,使用时间分辨粒子图像测速系统(TR-PIV)对空腔不同展向截面的速度场进行了测量,分析了流... 格栅-空腔流动能够引起流场自激振荡现象,导致诸多工程问题。采用风洞实验方法对流场振荡的空间分布特征问题进行了研究;建立了格栅-空腔实验装置,使用时间分辨粒子图像测速系统(TR-PIV)对空腔不同展向截面的速度场进行了测量,分析了流场特定位置速度振荡的时频特征。研究结论表明:在格栅-空腔流动中,流场自激振荡频率在空间中均匀分布,其斯特劳哈尔数约为0. 37。在格栅外侧,振荡幅值沿来流方向呈增加-减小-增加变化;在格栅内侧,振荡幅值沿来流方向先增加后减小;振荡幅值沿展向呈对称分布,在展向平分面达到最大值,在空腔壁面处达到最小值。 展开更多
关键词 格栅-空腔流动 自激振荡 时间分辨粒子图像测速 空间分布
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基于TR-PIV技术的螺旋桨水动力实验教学平台设计 被引量:2
11
作者 孙聪 徐鹏 +2 位作者 韩阳 郭春雨 王超 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第8期213-215,283,共4页
研究性实验教学逐渐被各大高校所采用,成为一种教学新趋势。哈尔滨工程大学船舶与海洋工程国家级实验教学示范中心在已有工作的基础上,通过引进本专业领域先进流体测试技术,与传统螺旋桨教学相结合,建立了一套螺旋桨水动力实验教学体系... 研究性实验教学逐渐被各大高校所采用,成为一种教学新趋势。哈尔滨工程大学船舶与海洋工程国家级实验教学示范中心在已有工作的基础上,通过引进本专业领域先进流体测试技术,与传统螺旋桨教学相结合,建立了一套螺旋桨水动力实验教学体系。在激发学生学习积极性的同时,培养学生创新能力、动手能力、协作能力、分析能力等,巩固学生所学知识,增加对流场结构的深入理解。同时,研、学相辅相成互为补充,既能激发学生积极性、创造性,又能促进科研成果产出。 展开更多
关键词 螺旋桨 水动力 时间分辨粒子图像测速 实验教学
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旋转带肋直通道湍流流动TR-PIV实验 被引量:2
12
作者 施锦程 胡颂军 +2 位作者 由儒全 李海旺 夏双枝 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期53-60,共8页
采用高频粒子图像测速系统(TR-PIV)测量了旋转带肋通道内的主流平均速度、雷诺切应力、再附点等参数,并研究其沿程变化规律,通道高宽比为1,肋的阻塞比为0.1,雷诺数为10 000,旋转数从0变化到0.52,实验结果表明:静止时流动呈对称分布,但... 采用高频粒子图像测速系统(TR-PIV)测量了旋转带肋通道内的主流平均速度、雷诺切应力、再附点等参数,并研究其沿程变化规律,通道高宽比为1,肋的阻塞比为0.1,雷诺数为10 000,旋转数从0变化到0.52,实验结果表明:静止时流动呈对称分布,但旋转后产生的哥氏力会极大地影响通道内的湍流流动,随着转速的增加,主流速度型偏向后缘面,前缘面涡系结构不断增大,再附点不断后移,而后缘面正好相反,并且这种趋势会沿程发展;前缘面附近的雷诺切应力变得越来越弱,而后缘面则越来越强,沿程雷诺切应力极值基本不变,但下游区域有所扩大。 展开更多
关键词 旋转通道 高频粒子图像测速系统(tr-piv) 旋转数 主流平均速度 雷诺应力 再附点
原文传递
Tomographic TR-PIV measurement of coherent structure spatial topology utilizing an improved quadrant splitting method 被引量:18
13
作者 YANG ShaoQiong JIANG Nan 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第10期1863-1872,共10页
In this paper,we calculated the spatial local-averaged velocity strains along the streamwise direction at four spatial scales according to the concept of spatial local-averaged velocity structure function by using the... In this paper,we calculated the spatial local-averaged velocity strains along the streamwise direction at four spatial scales according to the concept of spatial local-averaged velocity structure function by using the three-dimensional three-component database of time series of velocity vector field in the turbulent boundary layer measured by tomographic time-resolved particle image velocimetry.An improved quadrant splitting method,based on the spatial local-averaged velocity strains together with a new conditional sampling phase average technique,was introduced as a criterion to detect the coherent structure topology.Furthermore,we used them to detect and extract the spatial topologies of fluctuating velocity and fluctuating vorticity whose center is a strong second-quadrant event(Q2) or a fourth-quadrant event(Q4).Results illustrate that a closer similarity of the multi-scale coherent structures is present in the wall-normal direction,compared to the one in the other two directions.The relationship among such topological coherent structures and Reynolds stress bursting events,as well as the fluctuating vorticity was discussed.When other burst events are surveyed(the first-quadrant event Q1 and the third-quadrant event Q3),a fascinating bursting period circularly occurs:Q4-S-Q2-Q3-Q2-Q1-Q4-S-Q2-Q3-Q2-Q1 in the center of such topological structures along the streamwise direction.In addition,the probability of the Q2 bursting event occurrence is slightly higher than that of the Q4 event occurrence.The spatial instable singularity that almost simultaneously appears together with typical Q2 or Q4 events has been observed,which is the main character of the mutual induction mechanism and vortex auto-generation mechanism explaining how the turbulence is produced and maintained. 展开更多
关键词 turbulent boundary layer coherent structure BURST tr-piv Q2/Q4 local-averaged velocity strain quadrant splittingmethod
原文传递
旋翼模型悬停状态桨尖涡特性 被引量:4
14
作者 黄明其 武杰 +1 位作者 何龙 兰波 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期124-130,共7页
直升机旋翼桨尖涡特性研究是直升机旋翼气动特性研究的关键要素,为提高对旋翼悬停状态桨尖涡特性的认识以及准确掌握其流动机理,利用Bo-105旋翼模型在Φ5 m立式风洞开口试验段进行了桨尖马赫数相似情况下的悬停试验,并采用TR-PIV流场测... 直升机旋翼桨尖涡特性研究是直升机旋翼气动特性研究的关键要素,为提高对旋翼悬停状态桨尖涡特性的认识以及准确掌握其流动机理,利用Bo-105旋翼模型在Φ5 m立式风洞开口试验段进行了桨尖马赫数相似情况下的悬停试验,并采用TR-PIV流场测量系统对旋翼悬停状态下不同总距时的流场进行了精细化测量,得到了该副旋翼32帧/圈的详细流场图像,并运用更为合理的涡核中心判定、涡核流动数据提取以及涡核模型拟合方法对试验结果进行了精细化处理与分析,进一步揭示了旋翼模型悬停状态下桨尖涡的演化发展过程.研究表明:高速PIV设备能准确捕捉旋翼悬停状态下的流场运动特征,有助于旋翼流场的精细化研究;采用涡量加权平均的方法来计算涡核中心位置可以消除涡核中心平移速度的影响,进而更加准确地定位涡核中心;采用环量分析的方法可以更加可靠地确定涡核尺寸和最大诱导速度,且分析结果显示随涡龄角的增加,涡核半径缓慢增大、涡核最大诱导速度缓慢减小;在桨尖涡发展演化过程中,不同发展阶段具有不同的涡核模型n参数. 展开更多
关键词 旋翼 悬停状态 精细化流场测量 tr-piv 桨尖涡
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楔形体入水砰击问题研究与流场结构演变的POD分析 被引量:6
15
作者 佘文轩 周广利 +3 位作者 郭春雨 孙守超 宋妙妍 吴铁成 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期36-49,共14页
为了研究结构物入水砰击现象,以楔形体为研究对象,进行垂直入水砰击试验,采用时间分辨的粒子图像测速技术(TR-PIV)对楔形体入水砰击流场进行了细致的测量,同时应用流体体积函数法(VOF)和重叠网格技术对这一物理现象进行了相应的数值计算... 为了研究结构物入水砰击现象,以楔形体为研究对象,进行垂直入水砰击试验,采用时间分辨的粒子图像测速技术(TR-PIV)对楔形体入水砰击流场进行了细致的测量,同时应用流体体积函数法(VOF)和重叠网格技术对这一物理现象进行了相应的数值计算,采用本征正交分解方法(POD)对TR-PIV测量的瞬态结果进行分解,提取流场中含能大尺度的主要流动结构,并依据低阶空间模态进行流场重构.结果表明:本试验装置具有良好的试验可重复性和精确性;楔形体宏观运动响应和TR-PIV测量结果与数值模拟结果吻合较好;POD分解得到的空间模态表明前4阶空间模态占总湍动能的81%,楔形体入水砰击过程中大尺度流动结构从楔形体壁面逐渐向堆积区域转移;低阶POD模态可以很好地重构流场,选择适当的POD模态进行流场重构可以有效去除TR-PIV流场测量结果中的噪声. 展开更多
关键词 楔形体 入水砰击 tr-piv VOF 重叠网格 POD
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渗透度对锯齿形尾缘喷嘴气动声学影响 被引量:3
16
作者 朱锡佳 欧阳华 +1 位作者 田杰 杜朝辉 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2011年第5期113-116,共4页
在低马赫数条件下(Ma=0.12),采用时间分辨TR-PIV以及远场噪声测量方法,对不同渗透度锯齿形尾缘喷嘴的气动声学特性进行实验研究。流场测量结果表明,锯齿形尾缘喷嘴缩短势核长度,增加势核内气流和周围环境气流的掺混,随渗透度的增加该趋... 在低马赫数条件下(Ma=0.12),采用时间分辨TR-PIV以及远场噪声测量方法,对不同渗透度锯齿形尾缘喷嘴的气动声学特性进行实验研究。流场测量结果表明,锯齿形尾缘喷嘴缩短势核长度,增加势核内气流和周围环境气流的掺混,随渗透度的增加该趋势得到增强。远场声学测量结果表明,随着渗透度增加,锯齿形尾缘喷嘴对于噪声低频降低和高频增加的幅度都有所增强。低渗透度的锯齿形尾缘喷嘴有效降低噪声总声压级,在150°时总声压级降低达到1.3 dB,研究对于降低工厂排空噪声有现实意义。 展开更多
关键词 声学 锯齿形尾缘喷嘴 tr-piv 气动噪声 射流
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水平轴风力机尾迹叶尖涡运动轨迹的实验研究 被引量:5
17
作者 东雪青 刘钊 +2 位作者 汪建文 章书成 韩玉霞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期326-332,共7页
利用高频PIV系统采集水平轴风力机下游远至4.5倍风轮直径范围内的尾流数据。首先通过对涡量场云图分析发现叶尖涡"交互跳跃"现象;然后对比不同翼型、风速、尖速比下,1、2、3、4倍风轮直径处的平均涡量值发现:随着尖速比的增加... 利用高频PIV系统采集水平轴风力机下游远至4.5倍风轮直径范围内的尾流数据。首先通过对涡量场云图分析发现叶尖涡"交互跳跃"现象;然后对比不同翼型、风速、尖速比下,1、2、3、4倍风轮直径处的平均涡量值发现:随着尖速比的增加,叶尖涡"交互跳跃"现象提前发生;随着风速的增加,叶尖涡"交互跳跃"现象推后发生;得出叶尖涡"交互跳跃"现象的出现是尾流速度开始恢复的标志。而NACA4415翼型叶片发生叶尖涡"交互跳跃"现象的时间比S翼型叶片推迟,所以NACA4415翼型叶片的尾流速度恢复比S翼型叶片推迟。 展开更多
关键词 高频PIV 水平轴风力机 叶尖涡 交互跳跃 尾流速度恢复
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湍流强度对风力机尾迹涡结构影响的实验研究 被引量:5
18
作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 李鑫 孙博 刘珍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1179-1184,共6页
为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡... 为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡量、平均涡量及湍动能的变化规律,再现了不同入流条件下尾迹涡形成、发展和湮灭的过程及尾迹涡系间能量传递特性。分析发现:自由流4.5D范围内均可见明显叶尖涡拟序结构,其衰减速度较慢。格栅入流时随湍流强度增加流层间的强剪切及径向掺混作用增强,使叶尖涡拟序结构失稳,2.5D时拟序结构消失;涡量集中区域较自由流明显扩张,叶尖涡诱导效应影响范围增加;尾迹涡系的湍动能较自由流明显增加,随着尾迹向下游发展叶尖涡、中心涡湍动能很快衰减,附着涡区湍动能却明显增强;附着涡区不再是隔离带,而是叶尖涡和中心涡的能量输送带,从而促进尾迹恢复。 展开更多
关键词 水平轴风力机 叶尖涡 湍流强度 尾流 高频PIV
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湍流强度对水平轴风力机尾迹速度恢复影响机理的实验研究 被引量:3
19
作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 孙博 东雪青 李鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期649-655,共7页
为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透... 为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透附着涡区,附着涡相当于一个隔离带;雷诺剪切应力集中在叶尖涡和中心涡区,附着涡区基本为零。格栅入流时下游2.5倍风轮直径处尾流与主流基本融合,主流径向掺混从叶尖涡穿过附着涡渗透到中心涡区;剪切应力在中心涡和叶尖涡区明显增大,附着涡区存在正的峰值,且附着涡区成为叶尖涡和中心涡区的一个动量输送带。相关结论可为风电场优化布局提供指导,有助于揭示湍流强度影响风力机出力和速度亏损的原因。 展开更多
关键词 水平轴风力机 尾流 叶尖涡 湍流强度 高频PIV
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水平轴风力机尾迹流场掺混流动的实验研究 被引量:4
20
作者 东雪青 刘钊 +1 位作者 汪建文 章书成 《中国测试》 北大核心 2017年第9期24-28,共5页
为研究风力机尾迹的流动状态以及掺混规律,在水平轴风力机模型不同尖速比、不同风速的条件下,利用高频PIV系统对风力机下游远至4.5倍风轮直径范围内的尾流数据进行采集。首先对轴向平均速度云图和曲线图进行分析,发现尾迹流场与外部主... 为研究风力机尾迹的流动状态以及掺混规律,在水平轴风力机模型不同尖速比、不同风速的条件下,利用高频PIV系统对风力机下游远至4.5倍风轮直径范围内的尾流数据进行采集。首先对轴向平均速度云图和曲线图进行分析,发现尾迹流场与外部主流区的掺混现象;对比尖速比为4和6,相对半径为0.1R处的平均轴向速度曲线图,发现随着尖速比的增加,尾迹区域的轴向速度恢复的更快,掺混现象更加严重。然后观察径向平均速度云图,发现风轮后方的流体在径向方向的运动规律是外部主流区的流体通过叶尖涡诱导效应区的输运和卷吸作用下持续进入尾迹区域,并与之掺混。最后通过对比不同相对半径处的径向曲线图,得到尾迹流场的状态:先节流降压膨胀,然后压力恢复尾迹收缩;随着外部高压流体的的持续流入,尾迹再次膨胀,直至恢复到来流状态。 展开更多
关键词 高频PIV 尾流 尾迹掺混 输运作用
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