加热对自然转捩湍斑产生影响的实验研究

本文利用流动显示和高速摄像技术，在湍流度为1％的水洞中，对加热的细长旅成体鱼雷模型表面的流动转捩过程进行了实验研究。实验发现，加热对自然转捩过程中湍流斑的猝发有明显影响，加热减小了湍斑产生的频率，增加了湍斑间的展向间距，使转捩过程中层流转变为完全湍流的过渡区延长．加热对瑞斑产生的纵向位置无明显影响。本文的实验结果正好解释在较高湍流庭环境中的加热减阻机理．

边界层流动中湍斑的直接数值模拟

用Navier Stokes方程直接数值模拟平板边界层流动中湍斑的形成和演化过程.发展了模拟湍斑的高精度、高分辨率的高效计算方法,包括推出四阶时间分裂法以提高精度;提出三维耦合差分方法,用于关于压力的泊松方程和关于速度的亥姆霍兹方程的空间离散,建立其四阶三维耦合中心差分格式;并采用四阶紧致迎风差分格式,避免了一般四阶中心差分格式不适用于边界邻域的困难和提高了分辨率;精心地处理各种边界条件,以保持精度和稳定.该方法适用于包含边界邻域的整个区域内的湍斑模拟.通过模拟平板边界层流动中湍斑的复杂演化过程,显示了湍斑的基本特征.

加热对竖置平板水边界层影响的实验研究

本文用流场显示、电视录像与测量局部摩擦阻力同时进行的方法,研究了加热对竖置平板水边界层流态及摩擦阻力的影响.实验发现在流场湍流度1%的水洞中,模型前部壁面加热有效地延迟了水边界层的转捩,延长了层流区长度;相应地湍斑生成频率下降,处于转捩区的测力板上的平均摩擦阻力明显下降;处于层流区测力板上的摩阻略有减小,而处于湍流区测力板上的摩阻略有增大.实验中还观察到模型头部强加热引起层流分离现象.

高分子减阻液的非牛顿层流边层

根据速度和能谱测量以及湍斑实验,提出了湍流减阻时的弹性边层与LV 区流动的外边界层性质类似,均为非牛顿层流。在此基础上,对Virk 所提出的速度分布的三层结构模式作了重要修正.

管流系统的可控扰动装置及其应用

阐述了具有可控人工扰动装置的低背景湍动液体管流系统的研制和评价要点以及在高分子减阻液研究中的应用,并指出了这种实验系统在液体内流研究中的重要意义。