大气边界层湍流积分尺度的分析方法

分析了大气边界层风洞中模拟湍流和实测大气湍流的积分尺度 ,通过风洞中的模拟湍流积分尺度分析 ,检验了Taylor假设的合理性 ,并比较了五种常用方法的计算结果 ,确定出合适的分析方法 ;利用自相关函数直接积分和自拟合模型 (AR模型 )的方法分析了实际大气湍流的积分尺度 ,结果证明自相关函数直接积分的方法最为简便合理 .

用PIV技术研究汽油机缸内流场的湍流积分尺度

对一台四气门单缸发动机进行了改装,以便于应用粒子图像速度仪(PIV)研究其在进气和压缩冲程缸内横截面内湍流积分尺度的演化过程。结果表明在整个过程中,缸内流场y方向的速度分量在x和y方向的两条空间平均积分尺度曲线一下一上,基本相互平行;x方向的速度分量在x和y方向的空间平均积分尺度的变化基本保持重合一致,随曲轴转角增大略有下降的趋势;在进气上止点后150°CA时y方向速度分量对x和y方向的空间平均积分尺度曲线同时跃升到峰值,此时整个流场积分尺度也达峰值,接近4.0mm;y方向速度分量成为影响整个流场积分尺度发展的主导因素。

城市地区近地强风特性实测研究

对北京气象塔47 m高度处超声风速仪测得的强风样本进行了分析.结果表明:近地强风的湍流度和阵风因子较大,顺风向湍流度实测值大都在0.3以上,3个方向的湍流度有随着风速增大而减小的趋势.实测湍流积分尺度之比与Solari和Piccardo总结的经验公式有一定差别,顺风向湍流积分尺度与日本结构工程规范给定的结果相符.实测得到湍流功率谱密度与冯.卡门经验谱基本吻合,说明冯.卡门谱能够较好地描述北京城市地区近地强风的脉动风速谱特性.

珠江河口底边界层湍流积分尺度研究

介绍湍流积分尺度的几种常用计算方法。基于三组珠江口崖门的湍流观测资料,分别计算了一个潮周期内珠江口底边界层湍流积分尺度的变化,并对比不同计算方法的稳定性。计算结果表明,基于Taylor假定的自相关函数积分法的计算结果稳定可靠。湍流积分尺度在一个潮周期内的变化很大,积分尺度的变化与平均流的流速变化有着很好的对应关系,三个测次纵向、横向和垂向积分尺度的平均值分别约为4.9～10.4 cm3、.3～6.2 cm和4.3～5.2 cm。

近地面强风不同间隔滑动平均统计特性的对比分析

为深入研究我国沿海地区的风场特性,基于2008年在温州地区实测获得的两次近地面台风风场数据,以3s、10s、1min和10min为间隔,利用滑动平均法,进行了近地面强风10min滑动平均统计特性的对比分析。研究表明,相对于采用10min为间隔的滑动平均(10min离散平均法),以3s、10s和1min为间隔的滑动平均对实测风场数据的利用更加充分,能获得连续而密集的风场特性统计值,而且其结果具有更好的连续性,能较好地揭示出平均速度、风向角、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱密度函数的连续变化趋势及其短时段内的强风脉动规律;与3s和10s滑动平均相比,因1min滑动平均的计算量小,在进行风场统计特性分析时1min滑动平均方法更加简洁有效。

基于TR-PIV风力机尾迹拟序结构特征的实验研究

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。

MPEG-2视频变长码解码VLSI设计

提出了一个ＭＰＥＧ２ 视频解码中变长码解码的ＶＬＳＩ设计．采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计，使得每个周期解一个变长码的码字，保证了ＭＰＥＧ２ ＭＰ＠ ＭＬ的实时解码，并为更复杂的应用提供了扩展的余地．

基于H.264的熵编码结构

Exp-Golomb和CAVLC是H.264引入的新的熵编码形式,通过引入上下文的方式,减少编码码流,提高鲁棒性。该文提出一种熵编码的硬件结构,采用全0子块探测,双RAM结构,流水线技术,以及通过计算代替查找表的方法,加快编码过程,同时减少硬件的复杂度。FPGA综合结果显示,关键路径为11.449ns,系统时钟最高支持到87.346MHz。

湍流特性对矩形高层建筑风荷载影响的研究

为研究湍流特性对矩形高层建筑风荷载及周围绕流特性的影响,对4种不同地貌条件下9种深宽比的矩形高层建筑进行了风洞测压试验,考察了湍流度与湍流积分尺度对不同深宽比建筑平均、脉动与极值风压,以及横风向气动力谱和流动分离再附特性的影响规律。结果表明,随湍流度增大,分离流更早再附于侧风面上,郊区地貌下再附点出现位置较开阔地貌提前约30%,且分离流下平均风压减小、极值风压增大(均指绝对值),最不利脉动风压与极值出现位置更靠近前缘;随湍流积分尺度减小,迎风面、背风面与侧风面的平均和极值风压均减小,但湍流积分尺度对分离再附流形态及分离流下的风压分布形状影响不大。相对于深宽比更大的情况,湍流特性对深宽比介于1到2的建筑影响更大。

格栅湍流场湍流特性的数值模拟

目的为验证数值模拟方法对于求解格栅湍流场的可行性,研究格栅下游流场湍流特性的变化规律.方法运用计算流体动力学(CFD)技术,采用大涡模拟(LES)方法,对两种格栅的三维数值模型进行计算.结果对于格栅湍流场的湍流特性,数值模拟结果同风洞试验结果吻合良好,所得规律一致.随着距格栅距离的增加,流场的湍流强度呈指数下降趋势,湍流积分尺度呈线性增加趋势,脉动风功率谱形状保持一致,但总能量呈减小趋势.结论数值风洞作为分析格栅湍流场的一种新手段,具有结果可靠、灵活性强、成本低等优点.

上海崇明越江通道工程场地脉动风特性分析

采用现场实测的方法对上海市崇明岛侯家镇气象站的近地中强度脉动风特性进行分析研究,对紊流强度、阵风因子、紊流积分尺度的统计值与规范结果进行了比较,对水平方向和垂直方向常用的几种功率谱密度函数进行了拟合修正,提出了精度优于常用风谱的谱函数表达式。

用PIV技术研究四角切圆锅炉燃烧器区冷态燃烧流场的湍流积分尺度

四角切圆锅炉内煤粉的燃烧过程对提高锅炉运行效率及NOX减排有着显著的现实意义。通过搭建四角切圆锅炉冷态模型,利用粒子成像测速技(Particle Image Velocimetry),采用空间相关分析方法,针对燃烧器区四角射流复杂湍流的涡拟序结构,开展基于湍流积分尺度来表征的3个典型水平层面涡尺度分布规律研究。通过对湍流积分尺度和时均速度的相关分析研究,认为冷态燃烧器区湍流涡尺度分布不仅与风口流速相关,同时还与风层位置密切相关,并不与风口流速呈线性变化规律,上一次风层涡尺度分布与其它两个风层的相比存在很大差异,因此湍流积分尺度的研究对煤粉高效洁净燃烧具有一定的理论指导意义。

在1.4米航空风洞中模拟大气边界层

在风洞中正确模拟大气边界层的流动特性是风工程风洞试验结果可信的必要条件,本次试验研究的目的是在短试验段的航空风洞中建立大比例的大气边界层模拟流场。通过适当的方式延长1.4m×1.4m航空风洞的试验段长度,并利用尖塔、粗糙元等边界层发生装置,在该风洞中建立了边界层流场,测量了流场的平均风速剖面、湍流强度剖面、脉动风速的自相关系数、风谱等参数,讨论了湍流积分尺度的处理和大气边界层几何模拟比例的确定,用谱拟合法和自相关系数积分法求出了湍流积分尺度。结果分析表明:试验所得流场是合理的大气边界层模拟流场,其平均风速剖面幂指数α=0.3,大气边界层模拟比例为1∶500,为后续的建筑物模型动态风荷载试验提供了前提条件。

利用光学测速技术PIV及LDV研究流场积分尺度的方法

近几十年来,随着激光诊断技术的飞速发展,使得对湍流燃烧中湍流特性的直接测量成为可能。对湍流流场积分尺度的精确测量可以获得对流场湍流特性的准确认识,这不仅是湍流自身研究的重要组成,同时对湍流燃烧研究具有重要的指导意义,对深刻理解湍流与燃烧两者之间相互耦合作用具有重要的学术意义。本文提出了两种利用光学测速技术＿激光粒子图像测速技术(PIV)和激光多普勒技术LDV对湍流积分尺度进行试验研究的方法,阐述了湍流积分尺度的测量原理。

杭州市民中心风特性监测及风谱拟合

通过对作用在杭州市民中心的自然脉动风进行长期连续监测,对湍流强度、阵风因子和湍流积分尺度的统计值进行分析研究。分别采用10 min和1 h的基本时距计算纵向和竖向脉动风速谱,基于各向同性湍流理论推导出横向脉动风速谱,并与经验风谱进行了比较。最后,对纵向和竖向常用的几种功率谱密度函数进行了拟合修正,提出了精度优于常用风谱的谱函数表达式。

基于实验分析入流湍流积分尺度对水平轴风力机功率波动的影响

以3.6 MW水平轴风力机为研究对象,采用外场实验的方法,利用遥感测试技术研究大气边界层湍流尺度对大型水平轴风力机功率波动的影响。结果表明:在风轮前方,风轮半径远处风速较1.5倍风轮直径处下降约5%,而轮毂高度处湍流度却增加近1.5倍;同时,基于数据采集与监控(SCADA)系统数据的风力机输出功率的功率谱特性表明,风力机输出功率的波动可分为3个区域,分别为大尺度气象现象影响区、湍流特征与功率波动耦合区和小尺度湍流脉动影响区,其中湍流特征与功率波动耦合区的功率谱出现-2及-5/3-4的斜率,小尺度湍流脉动影响区域附近出现3个由风轮旋转引起的波峰,且0.064 Hz前后出现Φp/Φu~f-1和Φp/Φu~f-4 2种幂率关系。

纳米级CMOS集成电路的发展状况及辐射效应

介绍互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路的发展历程及纳米级CMOS集成电路的关键技术,在此基础上研究了纳米级CMOS集成电路的辐射效应及辐射加固现状。研究结果表明,纳米级FDSOICMOS集成电路无需特殊的加固措施,却比相同技术代的体硅CMOS集成电路有好得多的辐射加固能力,特别适用于空间应用环境。

风电场湍流积分长度演变实验研究

实验研究5×3对齐式排布的风电场湍流积分长度(Λ)的演变规律,主流向和展向机组间距分别为10倍和2.5倍风力机直径(dT)。采用一维热线测速仪获得风电场不同位置的高分辨率流场数据。分析结果表明,Λ在水平面上呈近似对称分布,而在竖直方向上由于受边界层影响呈非对称分布。受旋转风力机的影响,Λ在风力机后方发生剧烈的衰减,而随着外部流场大尺度湍流微团的不断渗入,Λ随下游距离的增加逐步恢复。特别地,从第3排风力机尾流开始,风电场流场基本呈现稳定平衡状态,下游风力机前端位置的Λ约为整个风电场来流湍流积分长度的60%。在风电场上方约0.5 dT以上高度的流场结构受风电场影响较小。

格栅湍流场风参数沿风洞轴向变化规律

格栅湍流场常用于各类风洞试验中,桥梁断面气动参数均与来流风参数有关。对不同格栅湍流场下的风参数沿风洞轴向变化的规律进行了研究,得出风参数主要与测点与格栅断面间距、格栅板条厚度和单元格栅边长有关。随着间距增加,平均风速短期内急剧衰减,然后趋于稳定。随着间距增加,来流湍流的总能量减小而主要能量迁移至高频区域:湍流度呈指数衰减,湍流积分尺度呈增长趋势;约化风谱形状保持相似,峰值对应约化频率值基本保持不变,但峰值变小。另外根据风参数的变化规律,调试出2类特定的湍流场参数:湍流度相似而湍流积分尺度不同的湍流场和湍流积分尺度相似而湍流度不同的湍流场,以便于详尽研究主要风参数对桥梁断面气动参数的影响。

基于主动格栅脉动流场的抖振力测试与相关性研究

为了探究钝体断面在紊流作用下抖振力的相关性机理,以矩形桥梁断面为例,在主动格栅产生的脉动流场中,通过测压试验并结合不同相关性模型拟合方法,研究了在不同脉动频率下抖振力的空间分布特性。对比探究矩形桥梁断面在静止状态以及运动状态抖振力空间相关性的变化,并利用matlab进一步分解自激力与抖振力,以此来分析自激力对抖振力展向相关性的影响;同时,通过天平测力试验(同步测压)对比了两种不同测力方法的试验结果。试验结果表明抖振阻力跨向相关性伴随着频率和跨向间距的增大而减小,在气动自激力的影响下,抖振力的跨向相关性能得到一定程度的提高,并高于来流脉动风速的相关性。