客舱内自然对流运动对流场影响的实验研究

空间狭小且乘客密集的客舱内流场是自然对流与强制对流相互作用的结果.针对自然对流对舱内流场的影响,以Boeing737-200的7排模拟舱为研究对象,采用二维粒子图像测速法(PIV)测量舱内流场,对比等温与非等温流场定性分析自然对流的加入对舱内热环境的影响:宏观上,可加强流场对称性和流速分布均匀;微观上,加强射流卷吸和削弱贴壁效应.在此基础上进一步设置多种设计范围内的合理实验工况,以阿基米德数(Ar)和雷诺数(Re)量化分析自然对流运动对射流和整体流场的影响:自然对流作用的增强使射流衰减趋势更加缓慢,射流中心衰减系数Cw与Ar存在正比的线性关系;Re>3,800和Ar<6时,可在过道中线一侧形成完整涡旋流动.

分形结构团聚体在流场中分散混合的数值模拟

为深入了解分散混合的机理及其动态细节,在经典离散元理论模型中引入范德华力和流体拖曳力,开发了二维颗粒离散元程序DEMix2D,对具有分形结构的颗粒团聚体在剪切、拉伸和剪切-拉伸混合流场中的分散混合过程进行数值模拟.模拟结果表明:团聚体在流场中先发生变形然后再分散,分散过程中存在剥蚀和破裂两种分散方式;流场强度相同时,团聚体在拉伸流场中的分散效率最高,碎片平均尺寸最小,在剪切流场中的分散效率最低,碎片平均尺寸最大;在相同形式的流场中,随着流场强度增加,团聚体的分散效率提高,碎片平均尺寸减小.