Sc数对湍流被动标量扩散的影响

对无剪切湍流混合层中被动标量的扩散进行了直接数值模拟。结合烟粒子扩散风洞实验研究了不同Sc数对被动标量扩散的影响。DNS中被动标量的Sc数取为0.2和3。平均标量场基本上与Sc数无关,脉动标量方差随着Sc数的增加而增加,当Sc>1时,无量纲的质量通量与Sc数基本无关,而Sc=0.2时的质量通量与Sc>1的质量通量有较大的差别。

湍流相干结构对边界层中标量扩散的影响

在大气边界层风洞和玻璃水槽中进行湍流边界层流动中的标量扩散模拟试验和机理研究．通过流动显示、湍流测量和频谱分析，已表明湍流边界层中的间歇现象在标量扩散过程中起着重要作用．烟雾在大气中的扩散、悬浮污染物质在河流中的扩散都属于湍流边界层中的标量扩散问题．在近源区，标量扩散主要受到各向异性湍流相干结构的影响，结果往往在近源区会出现局部的较高浓度的污染物质．采用流动显示和频谱分析相结合的研究方法。

基于标量扩散方程的气膜冷却二维分布理论模型

气膜冷却效率的参数化方法对燃机透平的冷却设计具有重要作用,已有关联式多集中于拟合横向平均的冷却效率分布,而对二维参数化拟合方法关注很少。本文引入了标量扩散方程,并在已有一维横向平均有效度分布基础上,模拟气膜孔出口下游冷气的横向分布规律,考虑时均后的湍流度影响,用有效扩散系数描述在不同吹风比下冷气的横向扩散效果。研究结果表明,随着射流吹风比的提高,有效扩散系数先减小后有所回升。误差分析表明,标量输运方程能够很好地模拟冷气的二维分布,有效度偏差均值小于0.05,满足工程设计需求。

河流管理中含植物水流问题研究进展

河流管理涵盖灌溉、防洪、河流生态、环境等众多内容,其目的在于保护和恢复河流生态系统的整体生态功能。植物是具有生态功能河流的重要特征,为动物提供了栖息地,是维持河流健康发展的重要因素。由于植物的存在改变了水流运动特性和泥沙及污染物输移规律,含植物水流问题引起了河流管理领域的广泛关注,并且成为河流动力学新的重要的研究课题。回顾了当前国内外河流管理中含植物水流问题研究的主要成果,归纳为水流阻力、紊流结构、泥沙运动和被动标量扩散输移四个方面的研究内容,详细介绍了重要的研究方法、结论和量测手段,讨论了含植物水流问题当前研究存在的不足,并指出今后的研究趋势。

远端侧-侧吻合冠脉搭桥术后血栓形成的数值模拟

目的研究桥血管远端不同处理方式对其血栓生成的不同影响。方法针对远端侧-侧吻合(distal-end sideside anastomosis,DESSA)冠脉搭桥术,构建桥血管远端裁剪和不裁剪两种模型。使用生化反应的血液物质传输扩散模型,同时考虑血流动力学的切变率、流体滞留时间和血小板分布参数,评估血栓形成的可能性,使用数值模拟方法探讨DESSA冠脉搭桥中血栓生长。结果对于桥血管远端无裁剪处理的模型,血栓首先在桥血管远端内壁面上形成,随后向其内部生长,直至血栓占满大部分桥血管远端区域,血栓进入稳定状态,体积不再变化,生成血栓体积为15.051 mm^(3)。对于桥血管远端裁剪处理模型,生成血栓体积为7.352 mm^(3),同远端无裁剪模型相比,生成血栓体积减小51.2%。桥血管远端裁剪处理后,吻合口上方桥血管内壁上有血栓生成,壁厚约为0.16 mm,为桥血管半径的10.65%。上述两种术式中,桥血管远端区域形成多个漩涡流(流速小于10 mm/s),促进桥血管远端血栓形成;计算结果和临床报道的血栓形成区域相一致。结论临床DESSA冠脉搭桥术时,对桥血管远端进行裁剪处理,减小了桥血管生成血栓体积,但吻合口上方桥血管壁面生成血栓对冠脉搭桥术后影响还需进一步研究。

正癸烷/甲苯扩散火焰的着火特性

为了建立可靠的燃料替代模型,本文选择了正癸烷以及甲苯作为链烷烃与芳香烃的代表,系统研究了这两种燃料混合物的非稳态着火过程,分析了燃料中甲苯含量以及标量扩散率对着火延迟时间的影响。研究结果显示,较大的甲苯含量以及标量扩散率都会增加系统的着火延迟时间。文中揭示了由甲苯含量变化导致的化学反应特性以及由拉伸率变化导致的输运特性对着火过程的影响。