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考虑双向流固耦合的洪水作用下穿越河流管道力学行为分析
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作者 刘玉龙 伍颖 李都 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期77-84,共8页
为了解决洪水作用下穿越河流管道单向流固耦合未考虑管道对洪水影响而导致结果不准确的问题,提出洪水-管道双向流固耦合有限元计算模型,基于该模型开展不同因素下管道应力、位移和振动频率的力学行为分析。研究结果表明:管道应力、位移... 为了解决洪水作用下穿越河流管道单向流固耦合未考虑管道对洪水影响而导致结果不准确的问题,提出洪水-管道双向流固耦合有限元计算模型,基于该模型开展不同因素下管道应力、位移和振动频率的力学行为分析。研究结果表明:管道应力、位移与洪水流速、悬空长度呈强正相关,管道存在屈服破坏和变形破坏的风险,且输油管道尤其明显;管道涡激振动频率与洪水流速、悬空长度呈强相关,这2个因素增大导致管道共振风险增大,且输气管道尤其明显;涡激振动引起的交变荷载导致管道累计损伤,管道存在疲劳破坏的风险。因此,管道设计时应采取预防性措施以应对洪水灾害,特别关注洪水流速、悬空长度和输送介质的影响,以避免管道发生破坏。研究结果对穿越河流管道的安全评价及可靠性研究具有参考价值。 展开更多
关键词 穿越河流管道 洪水 双向流固耦合 力学行为分析 涡激振动
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血流向量成像技术评价优秀女子冰球运动员左心室血流动力学特征研究 被引量:1
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作者 张剑梅 白美英 +2 位作者 张瑞平 杨萍 范煜东 《体育科学》 CSSCI 北大核心 2023年第10期66-72,81,共8页
目的:探讨经长期高强度训练的优秀女子冰球运动员心脏左心室内舒张期涡流变化。方法:对19例优秀青年女子冰球运动员(运动员组)及19例健康青年女性(对照组)进行常规经胸超声心动图检查,应用血流向量成像技术(vector flow mapping,VFM)在... 目的:探讨经长期高强度训练的优秀女子冰球运动员心脏左心室内舒张期涡流变化。方法:对19例优秀青年女子冰球运动员(运动员组)及19例健康青年女性(对照组)进行常规经胸超声心动图检查,应用血流向量成像技术(vector flow mapping,VFM)在心尖三腔心视图下观察舒张早期(V1)、舒张晚期(V2)内涡流旋转方向、位置、相对持续时间和相对大小。结果:1)常规超声心动图参数:运动员组与对照组相对室壁厚度(relative wall thickness,RWT)、左心室后壁舒张末期厚度(posterior wall thickness in diastole,PWTd)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左心室缩短分数(left ventricular fractional shortening,LVFS)、二尖瓣舒张晚期血流峰值速度(A)均无统计学差异(P>0.05);与对照组相比,运动员组室间隔舒张末期厚度、左心室质量、左心室质量指数、左心室舒张末期内径、左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积、舒张早期(E)、E/A(E/A比值)、每搏输出量、心输出量等测量值均增大,差值有统计学意义(P<0.05);经体表面积标准化后,两组的左心室舒张末期容积和搏出量仍具有统计学意义(P<0.05)。2)VFM参数:运动员组和对照组V1、V2时期内涡流位置、方向、相对大小均无显著性差异(P>0.05),但两组V1、V2涡流相对持续时间有显著性差异(P<0.05);3)相关性分析:运动员组V2-涡流相对大小与V1-涡流相对大小、左心室舒张末期内径、左心室舒张末期容积、搏出量呈正相关性(P<0.05)。结论:1)参加长期高强度训练的优秀女子冰球运动员的心脏结构表现出正常的运动适应性改变,收缩和舒张功能良好;2)优秀女子冰球运动员左心室舒张期涡流持续时间延长,使多向的血流融合而不产生过多的能量损耗,保证左心室容积在充盈压不显著增加的情况下增大,有利于腔室顺应性,有助于运动员比赛期间在平均做功心率>90%HR_(max)的情况下能够充分确保回心血量,提升高强度运动时心肌射血能力,最大程度满足运动时机体的能量需求。 展开更多
关键词 血流向量成像 冰球运动员 涡流 心脏功能
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脉动流通道内带纵向涡发生器动态特性研究 被引量:2
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作者 吴峰 王秋旺 +3 位作者 王令 王刚 黄军 黄彦平 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期63-67,共5页
对单侧带有周期性分布纵向涡发生器通道内的流动与传热动态特性进行了非稳态三维数值模拟;通过数值仿真的方法研究了带纵向涡发生器通道在进口流速呈正弦波周期性脉动扰动下出口平均温度的响应特性;分析了进口脉动流脉动频率对纵向涡发... 对单侧带有周期性分布纵向涡发生器通道内的流动与传热动态特性进行了非稳态三维数值模拟;通过数值仿真的方法研究了带纵向涡发生器通道在进口流速呈正弦波周期性脉动扰动下出口平均温度的响应特性;分析了进口脉动流脉动频率对纵向涡发生器传热通道动态特性的影响规律。结果表明:在脉动流动的影响下纵向涡发生器的传热能力得到了强化,随着脉动频率的增加传热强化程度得到了进一步加强。 展开更多
关键词 脉动流动 纵向涡发生器 动态特性 数值模拟
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极化电流非对称分布对磁涡旋动力学行为的影响
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作者 刘立华 邰新 +2 位作者 徐仕翀 曹萌 华中 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期50-55,共6页
以三个纳米点接触将自旋极化电流通入纳米盘,采用微磁模拟方法,研究了极化电流的大小、方向和间距对磁涡旋动力学行为的影响。结果表明:随电流密度增加磁涡旋均发生了类似旋转回归运动和极性反转。当电流方向为(1,1,1)时,接触点位置非... 以三个纳米点接触将自旋极化电流通入纳米盘,采用微磁模拟方法,研究了极化电流的大小、方向和间距对磁涡旋动力学行为的影响。结果表明:随电流密度增加磁涡旋均发生了类似旋转回归运动和极性反转。当电流方向为(1,1,1)时,接触点位置非对称分布比接触点位置对称分布时磁涡旋核更易启动,扩大了磁涡旋核做类似旋转回归运动的电流范围,明显减小了极性反转时达到暂态构型的时间,更有利于磁涡旋在纳米振荡器和磁存储方面的应用。当电流方向为(1,1,-1)时,接触点位置非对称分布对磁涡旋的动力学行为影响较小,此时电流方向的非对称分布起主导作用。 展开更多
关键词 磁涡旋 极化电流 动力学行为
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基于LES的泵站前池表面涡及液下涡流瞬态特性分析 被引量:6
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作者 潘强 施卫东 +1 位作者 赵瑞杰 张德胜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期186-194,共9页
泵站前池或泵站进水池是泵进口前的过流部件,在不同工况的流动中存在多种旋涡,可分为自由表面涡和液下涡,这些高度不稳定的旋涡是影响水泵装置运行效率及稳定性的重要因素。为了研究泵站进水池的内部涡流,采用大涡模拟(LES)及流体体积函... 泵站前池或泵站进水池是泵进口前的过流部件,在不同工况的流动中存在多种旋涡,可分为自由表面涡和液下涡,这些高度不稳定的旋涡是影响水泵装置运行效率及稳定性的重要因素。为了研究泵站进水池的内部涡流,采用大涡模拟(LES)及流体体积函数(VOF)方法对泵站进水池中的三维非稳态流动进行了非定常数值计算,并进行了系统的验证。基于数值计算结果,统计了旋涡的时均特性,讨论了RANS方法和LES方法对涡流预测的区别;采用λ2等值面将旋涡结构可视化,观测到自由表面涡及附底涡周围环绕的二次涡结构;分析了不同时刻表面涡及附底涡的形态和瞬态特性,通过涡量方程得到了对流项及拉升、弯曲项对主涡涡量变化的影响。结果表明:二次涡与主涡的相互作用在一定程度上增强了主涡动量的向外耗散,并通过自旋引起主涡轴向拉升或者弯曲。 展开更多
关键词 泵站进水池 自由表面涡 液下涡 大涡模拟 流体体积函数 瞬态特性
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基于数据同化的飞机尾流行为预测 被引量:4
6
作者 沈淳 李健兵 +3 位作者 高航 陈柏纬 韩启光 王雪松 《雷达学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第4期632-645,共14页
飞机尾流是飞机飞行时在其后方产生的一对反向旋转的强烈湍流,对后续飞机飞行以及机场安全起降影响极大,其演化趋势的预测已成为空中交通安全管制的瓶颈,亟需发展基于实时探测数据的飞机尾流行为预测技术。在雷达探测反演得到的尾流涡... 飞机尾流是飞机飞行时在其后方产生的一对反向旋转的强烈湍流,对后续飞机飞行以及机场安全起降影响极大,其演化趋势的预测已成为空中交通安全管制的瓶颈,亟需发展基于实时探测数据的飞机尾流行为预测技术。在雷达探测反演得到的尾流涡心位置和速度环量等特征参数基础上,开展飞机尾流行为预测分析,能够预知飞机尾流危害区域,为机场安全起降动态间隔标准制定提供技术支撑。该文结合风场线性切变和最小二乘拟合方法构建了参数化尾流行为预测模型,解决了经典尾流预测模型气象环境参数未随时间演化实时调整的问题。该文根据复杂风场非线性演化特点,设计了基于无迹卡尔曼滤波的数据同化模型,利用雷达探测数据对尾流行为预测进行实时修正。数值仿真验证和实测数据验证结果表明,基于数据同化的飞机尾流行为预测方法能够根据实时探测数据对尾流行为预测轨迹进行修正,得到更加贴近实测的飞机尾流行为预测轨迹。 展开更多
关键词 数据同化 飞机尾流 行为预测 激光雷达探测
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方背Ahmed模型非定常尾迹的实验研究 被引量:5
7
作者 范亚军 夏超 +1 位作者 葛典典 杨志刚 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期84-89,共6页
方背Ahmed模型是一种简化的商用车类车体模型,气流在尾部发生分离形成回流区,使背部产生负压继而带来较大的气动阻力。利用风洞实验对1/4缩比的方背Ahmed模型的非定常尾迹进行了精细测量和统计分析,实验雷诺数为9.2×104。背部压力... 方背Ahmed模型是一种简化的商用车类车体模型,气流在尾部发生分离形成回流区,使背部产生负压继而带来较大的气动阻力。利用风洞实验对1/4缩比的方背Ahmed模型的非定常尾迹进行了精细测量和统计分析,实验雷诺数为9.2×104。背部压力、粒子图像测速(PIV)和热线测量结果表明方背Ahmed模型的非定常尾迹呈现出3种流动特征的相互耦合:左右涡结构不对称分布的双稳态特征、水平以及垂直方向的涡脱落和回流区的周期性抽吸。其中双稳态现象在非定常尾迹中占主导作用,表现出2种稳定状态(水平不对称)的交替出现(转换概率P转换=0.149),且每种稳定状态可维持较长的时间尺度(平均维持时间约为6 s),其频谱特性满足-2次幂律分布;水平和垂直方向剪切层振荡引起的涡脱落频率分别为Sr H=0.13和0.17;回流区周期性抽吸的频率为Sr H=0.07。3种流动结构共存并相互作用,从而使方背Ahmed模型的非定常尾迹呈现复杂的三维湍流特性。 展开更多
关键词 方背体模型 非定常尾迹 PIV测量 双稳态现象 涡脱落
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天然气单流涡流管热力特性优化研究 被引量:1
8
作者 茅磊 欧阳欣 +3 位作者 闫锋 王海峰 姚东 王凯 《北京石油化工学院学报》 2020年第3期43-48,56,共7页
单流涡流管(SCVT)在天然气管道调压系统在线加热方面具有较大的安全和节能优势,其结构在传统涡流管(RHVT)基础上进行了改进,建立了SCVT流场和温度场计算模型。采用ICEM和FLUENT软件分别对计算区域进行结构化网格划分和三维数值模拟,并... 单流涡流管(SCVT)在天然气管道调压系统在线加热方面具有较大的安全和节能优势,其结构在传统涡流管(RHVT)基础上进行了改进,建立了SCVT流场和温度场计算模型。采用ICEM和FLUENT软件分别对计算区域进行结构化网格划分和三维数值模拟,并利用实验数据验证了计算模型的有效性。对甲烷气体在SCVT内的温度场特性以及结构参数、操作参数对温度的影响规律进行了数值模拟研究,结果表明:热端管在喷嘴附近温度较低,随后迅速升温,在后半段趋于稳定,具有较强的加热能力;在所考察的结构参数和操作参数中,热端管直径为16 mm、长径比为30、喷嘴数为2相对较优;压差2.5 MPa以上、压比3.0以上相对较优,进口高温气体比低温气体的加热能力更强。 展开更多
关键词 天然气管道 涡流管 热力特性 结构参数 操作参数
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纵向涡发生器排数对三维喷动床内气-固两相流动影响数值模拟 被引量:1
9
作者 张洁洁 尚灵祎 +2 位作者 吴峰 马晓迅 杨剑 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期975-980,共6页
为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响,采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气-固两相流动规律进行了数值模拟,分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数(1~3排)对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明,纵向... 为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响,采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气-固两相流动规律进行了数值模拟,分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数(1~3排)对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明,纵向涡流能够有效地增加喷动床内近环隙区域颗粒的体积分数,使得颗粒沿径向分布更加均匀。其中2排纵向涡发生器能够使喷动床内整体颗粒体积分数沿径向分布实现最均匀状态。纵向涡流能够有效增加喷动床内颗粒的径向速度,强化气体、颗粒的横向混合,进而有效地降低了颗粒拟温度。 展开更多
关键词 柱锥体喷动床 纵向涡发生器排数 气-固两相流动 数值模拟
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强化矩形通道内滴形柱涡发生器传热与流动特性分析
10
作者 董浩然 姜亚慧 +2 位作者 王震 周艳 李庆领 《机械制造》 2017年第11期65-68,76,共5页
设计了一种滴形柱涡发生器。在雷诺数4 000~20 000范围内,采用数值模拟的方法对布置在矩形通道内的单排单列不同斜截角,以及多排不同攻角、高度、横向与纵向间距的滴形柱涡发生器传热机理与流动特性进行分析,得到各参数的经验关联式,为... 设计了一种滴形柱涡发生器。在雷诺数4 000~20 000范围内,采用数值模拟的方法对布置在矩形通道内的单排单列不同斜截角,以及多排不同攻角、高度、横向与纵向间距的滴形柱涡发生器传热机理与流动特性进行分析,得到各参数的经验关联式,为工业应用提供参考。 展开更多
关键词 涡发生器 传热 流动 特性
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Ordered and chaotic phenomena of vortex shedding in an excited wake flow behind a 2-D oscillating circular cylinder
11
作者 魏中磊 张子强 H.E.Fiedler 《Science China Mathematics》 SCIE 1995年第4期447-461,共15页
The behavior of synchronization in an open flow dynamical system, especially in an excited wake flow behind a 2-D oscillating circular cylinder with Reynolds number Re ranging from 45 to 200 is presented. The experime... The behavior of synchronization in an open flow dynamical system, especially in an excited wake flow behind a 2-D oscillating circular cylinder with Reynolds number Re ranging from 45 to 200 is presented. The experiment reveals that only under certain conditions can the competition between frequencies of oscillating cylinder and the vortex shedding in the wake flow result in 'window of chaos' with the mixed RTN and Feigenbaum scenario in the range of Re<185. 展开更多
关键词 synchronization CHAOTIC behavior WAKE vortex SHEDDING oscillation.
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矩形细杆涡振幅值和驰振性能的对比风洞试验 被引量:8
12
作者 周帅 陈政清 牛华伟 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期64-75,共12页
为了从试验上研究节段模型风洞试验结果与原型构件实际风振响应的对应关系,基于钢桁架桥梁大长细比杆件的工程背景,采用1根细长矩形钢管开展了原型杆件和按照1∶1比例设计的节段模型的对比测振风洞试验。节段模型与原型杆件具有相同的... 为了从试验上研究节段模型风洞试验结果与原型构件实际风振响应的对应关系,基于钢桁架桥梁大长细比杆件的工程背景,采用1根细长矩形钢管开展了原型杆件和按照1∶1比例设计的节段模型的对比测振风洞试验。节段模型与原型杆件具有相同的截面尺寸和基本一致的等效质量、阻尼比以及固有频率。在杆件长边迎风的状态下,原型杆件和节段模型测振风洞试验均实测到了涡激共振区间现象;在杆件短边迎风状态下,均实测到了两者对应的驰振现象。研究结果表明:原型杆件实测的涡激共振位移幅值稍大于节段模型,而两者的驰振性能基本相同。 展开更多
关键词 桥梁工程 矩形细杆 风洞试验 风振性能 涡激共振 驰振
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三角翼周围非定常流动的三维涡方法数值模拟
13
作者 金鑫 祝宝山 曹树良 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期256-259,263,共5页
为了研究三角翼周围不可压缩流动,利用离散涡元模拟了旋涡的产生、聚集和输送过程。用Lagrange法描述离散涡元的移动,涡元的移动速度通过广义Biot-Savart公式结合快速多级子展开方法计算,粘性扩散通过粒子强度交换(PSE)法模拟。数值模拟... 为了研究三角翼周围不可压缩流动,利用离散涡元模拟了旋涡的产生、聚集和输送过程。用Lagrange法描述离散涡元的移动,涡元的移动速度通过广义Biot-Savart公式结合快速多级子展开方法计算,粘性扩散通过粒子强度交换(PSE)法模拟。数值模拟了80°后掠角的细长三角翼在低Reynolds数不同攻角下前缘涡的发展和非对称破裂特性,通过分析"滚转"力矩在攻角增大时的变化,得出自激"滚转"振动的起振攻角为23°。 展开更多
关键词 流体力学 三维涡方法 三角翼 摇滚振动 大攻角
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轴流压气机静子角区分离流动的DDES数值研究 被引量:2
14
作者 李骏 胡骏 +1 位作者 王志强 屠宝锋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期687-700,共14页
为进一步加深对压气机静子角区分离流动非定常性和湍流特性的认识,以某台用于低速模拟的多级低速轴流压气机的第3级改型静子为研究对象,采用延迟脱落涡模拟(DDES)方法进行详细的数值研究。结果表明:压气机静子角区分离流动受到叶片几何... 为进一步加深对压气机静子角区分离流动非定常性和湍流特性的认识,以某台用于低速模拟的多级低速轴流压气机的第3级改型静子为研究对象,采用延迟脱落涡模拟(DDES)方法进行详细的数值研究。结果表明:压气机静子角区分离流动受到叶片几何参数和来流条件的综合影响;通道涡是引起静子角区分离的主要涡系结构,其发展过程伴随着大小尺度发簪涡的交替出现;通道涡、发簪涡和尾迹脱落涡的相互作用是引起静子角区分离流动非定常性的主要来源;静子角区存在高度各向异性和能量反传的湍流特征;角区分离区的频率幅值强于主流区,振幅较大的区域位于500 Hz以下的低频区。 展开更多
关键词 压气机静子 角区分离 延迟脱落涡模拟(DDES) 涡结构 非定常性 湍流特性
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高温超导体霍尔电阻和霍尔角在涡旋玻璃相变附近的普适标度律及统一霍尔电阻方程
15
作者 贺丽 胡翔 +5 位作者 尹澜 许恒毅 徐晓林 郭建栋 李传义 尹道乐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期417-420,共4页
发现了一个钉扎效应影响霍尔电阻ρxy和霍尔角θH的普适标度律.同时,根据纵向电阻ρxx的扩展幂律形式和对霍尔电导σxy的微观分析,给出了一个对有一次或多次霍尔反号的高温超导体都适用的霍尔电阻方程.
关键词 高温超导体 涡旋玻璃相变 普适标度律 霍尔电阻方程
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可允许度量下有限能量辛涡旋的渐近行为献给钱敏教授90华诞
16
作者 陈柏辉 王百灵 王蕊 《中国科学:数学》 CSCD 北大核心 2021年第2期365-392,共28页
假设(X,ω)是一个具有紧致单连通Lie群G Hamilton作用的紧致光滑辛流形.本文证明只要Riemann面的柱形端口具有一个比标准柱形度量增长速度快的线性度量,那么任何一个有限能量辛涡旋将以指数衰减的速度收敛到辛流形X在正则值辛约化的扭... 假设(X,ω)是一个具有紧致单连通Lie群G Hamilton作用的紧致光滑辛流形.本文证明只要Riemann面的柱形端口具有一个比标准柱形度量增长速度快的线性度量,那么任何一个有限能量辛涡旋将以指数衰减的速度收敛到辛流形X在正则值辛约化的扭曲分支或非扭曲分支上.本文结果无需假设群G在正则水平集上的作用是自由的.因此,它直接推广了Ziltener在群作用自由的假设下得出的相关结果.本文结果在作者关于量子化Kirwan同态的系列工作中有重要应用. 展开更多
关键词 辛约化 Hamilton Gromov-Witten理论 辛涡旋方程 渐近行为 可允许度量
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Numerical investigation on flow field characteristics of dual synthetic cold/hot jets using POD and DMD methods 被引量:9
17
作者 Qiang LIU Zhenbing LUO +2 位作者 Xiong DENG Lin WANG Yan ZHOU 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第1期73-87,共15页
In order to improve the control ability of synthetic jets in compressible boundary layer,a novel control method based on dual synthetic cold/hot jets coupled control of velocity profile and temperature profile was pro... In order to improve the control ability of synthetic jets in compressible boundary layer,a novel control method based on dual synthetic cold/hot jets coupled control of velocity profile and temperature profile was proposed.As fundamental investigations on the effects of synthetic jet temperature on the jet behavior and flow field characteristics were essentially necessary,preliminary numerical simulations were conducted to study the influence of temperature(200 K and 400 K)on the flow field characteristics of synthetic jets using Large Eddy Simulations(LES)model.Time-averaged flow fields showed that different temperatures led to variable behavior of two strands of jets.For dual synthetic cold jets,a potential-core arose apparently with its height ranging from 0.01 to 0.03 m,while for dual synthetic hot jets,two strands of jets emerged downstream.The modal decomposition of instantaneous flow fields had been done using both Proper Orthogonal Decomposition(POD)and Dynamic Mode Decomposition(DMD).Various modes showed different characteristics of the flow fields.As the POD method focuses on the energy of flow while the DMD method focuses on the frequency,the first two modes had many similarities,but the third and fourth modes demonstrated completely different vortex structures.The current researches play a role of preliminary investigations for further and comprehensive exploration of novel flow control measures in global velocity field. 展开更多
关键词 DUAL SYNTHETIC cold/hot jets Dynamic mode DECOMPOSITION JET behaviors PROPER orthogonal DECOMPOSITION SYNTHETIC JET vortex structures
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