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Dynamic and Numerical Study of Waves in the Tibetan Plateau Vortex 被引量:8
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作者 CHEN Gong LI Guoping 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2014年第1期131-138,共8页
In terms of its dynamics, The Tibetan Plateau Vortex (TPV) is assumed to be a vortex in the botmdary layer forced by diabatic heating and friction. In order to analyze the basic characteristics of waves in the vorte... In terms of its dynamics, The Tibetan Plateau Vortex (TPV) is assumed to be a vortex in the botmdary layer forced by diabatic heating and friction. In order to analyze the basic characteristics of waves in the vortex, the governing equations for the vortex were established in column coordinates with the balance of gradient wind. Based on this, the type of mixed waves and their dispersion characteristics were deduced by solving the linear model. Two numerical simulations with triple-nested domains--one idealized large-eddy simulation and one of a TPV that took place on 14 August 2006---were also carried out. The aim of the simulations was to validate the mixed wave deduced from the governing equations. The high-resolution model output data were analyzed and the results showed that the tangential flow field of the TPV in the form of center heating was cyclonic and convergent in the lower levels and anticyclonic and divergent in the upper levels. The simulations also showed that the vorticity of the vortex is uneven and might have shear flow along the radial direction. The changing vorticity causes the formation and spreading of vortex Rossby (VR) waves, and divergence will cause changes to the n^otion of the excitation and evolution of inertial gravity (IG) waves. Therefore, the vortex may contain what we call mixed :inertial gravity-vortex Rossby (IG-VR) waves. It is suggested that some strongly developed TPVs should be studied in the future, because of their effects on weather in downstream areas. 展开更多
关键词 Tibetan Plateau vortex thermal forcing tangential flow field mixed inertial gravity-vortex Rossby waves
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波流环境中多孔射流三维数值模拟
2
作者 徐振山 韩松 +1 位作者 张玉玲 陈永平 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页
建立了波流环境中多孔射流的三维大涡数学模型,探讨了波流共同作用下多孔射流的扩散和稀释机制,分析了孔间距对双孔射流、射流与环境水体相互作用的影响,并给出了最优相对孔间距。模拟结果表明:在波谷相位时刻,由于横流与波浪相互作用强... 建立了波流环境中多孔射流的三维大涡数学模型,探讨了波流共同作用下多孔射流的扩散和稀释机制,分析了孔间距对双孔射流、射流与环境水体相互作用的影响,并给出了最优相对孔间距。模拟结果表明:在波谷相位时刻,由于横流与波浪相互作用强烈,流场内的三维涡旋结构丰富、尺度较大、数目众多,有利于射流与环境水体、射流与射流之间的掺混,这是波流环境比单一横流环境中多孔射流运动扩散效果更佳的主要原因;随着孔间距的增大,双孔射流之间的相互作用慢慢削弱,而射流与环境水体之间的相互作用却在不断增强;双孔射流在孔间距为7.0倍管口直径时扩散效果最好。 展开更多
关键词 多孔射流 波流环境 孔间距 大涡模拟 三维流场
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“Eternal Motion” as a “Form of Movement of a Special Nature” and the Main Condition for the Creation of the Universe
3
作者 Avas Khugaev Eugeniya Bibaeva 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2024年第6期2041-2068,共28页
The article hypothesizes that DE and DM (UCM) are a “Form of Motion of a Special Nature”, where “Form of Motion” means “Eternal Motion” as the power of dynamics of different levels and varying degrees of self-su... The article hypothesizes that DE and DM (UCM) are a “Form of Motion of a Special Nature”, where “Form of Motion” means “Eternal Motion” as the power of dynamics of different levels and varying degrees of self-sufficiency, and by “Special Nature”, gravitational and two other properties of matter, “tied” to the “Eternal Movement” and completely dependent on it. Carriers of key properties of a “Special Nature” have been established: “0”-DE particles and “3”-DM particles (UDM). The unity of their inherent “motionally-gravitational” properties and the peculiarity of the relationship between “motion” and “gravity” are revealed: the higher the intensity of “Eternal Motion”, the stronger the gravitational properties of matter are manifested (and vice versa). The relationship of “time” with the “vibration frequency” and the “mass” of photons with the “degree of bonding and deformation properties of the field” is shown. The maximum level of gravity has been determined, which allows Nature to successfully create the Universe: such a landmark is the proximity to the property of the Primary Source—the “pure graviton” of the OSP space, the most powerful “motionally-gravitational” particle of the Universe. The reasons for the emergence of such an identity of the gravitational properties of particles with the indicators of a “pure graviton” are established: for “0”-DE particles, this is the acquisition of the function of “freedom of movement”;for “3”-DM particles (UDM), the creation of a special structure—a “double field” (“Main” and “Small”). The presence in the “double field” of specific “tools” for the creation of the worlds of the Universe—gravitational “waves” gives rise to impulses (shocks) of varying intensity and shape. A list of functions performed by “waves” in the “Main” and “Small” fields has been compiled. The specific conditions for the formation of “UDM Streams”, their transformation into a “Vortex” and, under the influence of a powerful Initial Impulse (push), sending them to the “place” of the creation of galaxies, are shown. It is suggested that there is a “Cycle of Matter in Nature” in the closed structure of our Universe due to the “work” of “waves” and the functioning of special “factories” in the form of exotic space objects—Black holes. 展开更多
关键词 DE DM (UCM) Graviton Eternal motion Double field of the Universe Motionally-Gravitational Particles Degree of Self-Sufficiency Main field Small field Gravitational waves Primary Impulse flows UDM vortex Time Massive Photons Clumps of DM Movement of Galaxies Factories of Black Holes Circulation of Matter in Nature
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高原低涡中涡旋波动特征的初步分析 被引量:20
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作者 李国平 罗喜平 +1 位作者 陈婷 陈功 《高原气象》 CSCD 北大核心 2011年第3期553-558,共6页
将青藏高原低涡(下称高原低涡)视为受加热强迫的边界层内涡旋,分别研究了直角坐标系正压模型和柱坐标系正压模型中高原低涡所含的波动,揭示了高原低涡中各类波动的频散关系及其基本特征,对比分析了两种模型下所得结果的异同,讨论了高原... 将青藏高原低涡(下称高原低涡)视为受加热强迫的边界层内涡旋,分别研究了直角坐标系正压模型和柱坐标系正压模型中高原低涡所含的波动,揭示了高原低涡中各类波动的频散关系及其基本特征,对比分析了两种模型下所得结果的异同,讨论了高原低涡中的波动与流场特征的联系。本研究认为高原低涡既含有涡旋Rossby波又含有惯性重力外波,这对于加深认识高原低涡及其对高原下游广大地区天气的影响以及影响途径具有重要意义。 展开更多
关键词 高原低涡 流场 频散关系 涡旋ROSSBY波 惯性重力外波
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对称槽道涡波流场流动特征的POD分析 被引量:1
5
作者 刘阁 邓阳琴 +1 位作者 金兴 陈彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期173-182,共10页
为深入分析层流状态下对称槽道内涡波流场的流动特性及其变化规律,对流场进行了二维粒子图像测速(2DPIV)测量获取瞬态速度矢量数据,利用本征正交分解(POD)技术进行模态分解以及涡波流场的重构,然后根据重构的流场对对称槽道内涡波流场... 为深入分析层流状态下对称槽道内涡波流场的流动特性及其变化规律,对流场进行了二维粒子图像测速(2DPIV)测量获取瞬态速度矢量数据,利用本征正交分解(POD)技术进行模态分解以及涡波流场的重构,然后根据重构的流场对对称槽道内涡波流场进行了平均速度剖面、流场脉动强度以及特征点的速度和频谱分布等方面的分析。结果表明:POD的前15阶模态能够表征涡波流场的主导结构,第1,3阶模态主要表现为一对旋向相反的涡对特征,第2阶模态具有涡旋和波状主流的特征;提取了5个涡旋涡核的位置作为流场流动特性的特征点;根据POD重构流场分析发现流向平均速度呈抛物线形状分布,法向平均速度呈对称分布特征;流向脉动强度受壁面的影响较大,法向脉动强度呈现抛物线形状分布;距离中心主流较近的1~#,4~#,5~#特征点的速度脉动程度受主流的脉动强度影响较大,速度的脉动主频0.15 Hz与次频、流场的自然频率0.35 Hz共同影响特征点的速度分布;2~#,3~#特征点的流向速度呈衰减趋势,法向速度在初期幅度变化较大。 展开更多
关键词 对称槽道 涡波流场 流动特征 2D PIV测量 POD重构
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槽道内涡波流场的POD分析 被引量:2
6
作者 刘阁 陈彬 +1 位作者 金兴 邓阳琴 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期190-198,共9页
对槽道内涡波流场的瞬态速度矢量场进行了2DPIV测量实验,将2DPIV测量的矢量场数据进行POD分析,根据POD分解的各阶模态的能量比确定了表征涡波流场主导结构的前15阶模态。结果表明,POD分解的前15阶模态发现槽道内涡波流场是由槽道壁面剪... 对槽道内涡波流场的瞬态速度矢量场进行了2DPIV测量实验,将2DPIV测量的矢量场数据进行POD分析,根据POD分解的各阶模态的能量比确定了表征涡波流场主导结构的前15阶模态。结果表明,POD分解的前15阶模态发现槽道内涡波流场是由槽道壁面剪切层诱导的涡列以及伴随的波状主流组成;流场中大尺度的涡旋发展为涡对,对波状主流的脉动频率产生影响;根据涡波流场中的驻点和鞍点,获取了流场的大尺度涡对、平均流场以及Helmholtz涡环等明显特征;最后根据POD分解的前15阶模态对槽道内涡波流场进行重组,重组流场表征了槽道内层流状态下波状主流的形态和涡旋共存的涡波结构以及驻点和鞍点的位置处涡旋的变化等主要特征,有效地剔除了PIV测量流场中的随机信息,保留了PIV测量流场的主导特征。 展开更多
关键词 槽道 涡波流场 2DPIV测量 POD分析 模态重组
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夏季青藏高原低涡的切向流场及波动特征分析 被引量:18
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作者 陈功 李国平 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期956-963,共8页
从大气动力学原理出发,将高原低涡视为受热源强迫的边界层内涡旋,建立了柱坐标下满足梯度风平衡的低涡控制方程组,分析高原低涡切向流场的基本特征。在此基础上,通过求解线性化涡旋模式,得出高原低涡中各类波动的频散关系及其特征,同时... 从大气动力学原理出发,将高原低涡视为受热源强迫的边界层内涡旋,建立了柱坐标下满足梯度风平衡的低涡控制方程组,分析高原低涡切向流场的基本特征。在此基础上,通过求解线性化涡旋模式,得出高原低涡中各类波动的频散关系及其特征,同时定性讨论了热力作用对混合波动的影响以及混合波动与高原低涡流场特征的联系。使用中尺度数值模式WRF分别进行了两次数值模拟实验:一次是理想数值试验,对动力学流场部分的推导加以分析和验证;另一次对2006年8月14日的高原低涡过程进行了三重嵌套的数值模拟,并分析了模拟输出的高时空分辨率资料。研究认为,青藏高原低涡切向流场的特征为:在动力变性高度以下,有气旋性气流伴有辐合,且随高度升高减弱,而高层有反气旋气流伴有辐散,且随高度升高增强。高原热力和边界层作用表现在:当热源径向分布呈现中心加热的形式时,在动力变性高度之下,加热作用将使气旋式流场随时间增强,而在动力变性高度之上,会使反气旋式流场随时间增强;边界层有气旋性气流时,在动力变性高度以下,低涡切向流场加强,若边界层有反气旋性气流时,在动力变性高度以下,低涡切向流场减弱。高原低涡中同时具有产生涡旋罗斯贝波与惯性重力波的条件,热力作用随径向及其梯度的变化对这种混合波动有重要影响。 展开更多
关键词 高原低涡 热力作用 切向流场 涡旋罗斯贝-惯性重力混合波
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爆炸管道出口外流场的数值模拟
8
作者 董刚 于陆军 范宝春 《爆破器材》 CAS 2007年第6期1-5,共5页
采用带化学反应的多组分Euler方程,数值模拟了爆炸管道出口形状对爆轰波泄出外流场结构的影响。采用高速阴影光学显示技术拍摄了外流场的照片,对数值计算方法进行了验证。在此基础上,考察了不同出口形状对爆轰波溢出后的外流场的动力学... 采用带化学反应的多组分Euler方程,数值模拟了爆炸管道出口形状对爆轰波泄出外流场结构的影响。采用高速阴影光学显示技术拍摄了外流场的照片,对数值计算方法进行了验证。在此基础上,考察了不同出口形状对爆轰波溢出后的外流场的动力学演变规律的影响,分析讨论了涡环与激波的相互作用过程。 展开更多
关键词 爆轰波 外流场 悬吊激波 涡环 数值模拟
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超声速气流中激波/边界层干扰微射流控制研究进展 被引量:2
9
作者 徐浩 杜兆波 +1 位作者 钟翔宇 黄伟 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第4期83-90,共8页
激波/边界层干扰现象在超声速流场中不可避免,这种现象的存在会对超声速飞行器内外流场产生一系列的不利影响。所以,对激波/边界层干扰现象进行控制是十分必要的。微射流主动流动控制方法近年来已成为流动控制领域的研究热点。本文梳理... 激波/边界层干扰现象在超声速流场中不可避免,这种现象的存在会对超声速飞行器内外流场产生一系列的不利影响。所以,对激波/边界层干扰现象进行控制是十分必要的。微射流主动流动控制方法近年来已成为流动控制领域的研究热点。本文梳理了近年来微射流主动流动控制方法对激波/边界层干扰控制的相关研究进展,综合分析了影响单孔微射流和微射流阵列控制效果的因素,并对目前研究的不足和发展前景进行了探讨,以期对相关研究提供参考。 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 流动分离 微射流 流动控制 涡对 流场 超声速飞行器
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基于IDDES方法和γ-Reθ转捩模型的粗糙颗粒诱导高速边界层强制转捩模拟 被引量:3
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作者 易淼荣 赵慧勇 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期778-790,共13页
采用γ-Reθ转捩模型与IDDES (Improved Delayed Detached Eddy Simulation)相结合的方法对BAM6QT (Boeing/AFOSR Mach-6 Quiet Tunnel)中的马赫6来流条件下粗糙颗粒诱导转捩情况进行了数值模拟研究,通过与试验测量的压力脉动均方根值... 采用γ-Reθ转捩模型与IDDES (Improved Delayed Detached Eddy Simulation)相结合的方法对BAM6QT (Boeing/AFOSR Mach-6 Quiet Tunnel)中的马赫6来流条件下粗糙颗粒诱导转捩情况进行了数值模拟研究,通过与试验测量的压力脉动均方根值、脉动主频和边界层内的皮托压分布的定量对比及与文献中DNS (Direct Numerical Simulation)流场结构的定性对比,表明该方法可以捕捉粗糙单元诱导出的流向涡,能够模拟颗粒前缘分离激波和弓形激波之间的震荡现象,能够模拟流向涡向下游的发展失稳过程及其脉动发展过程。计算结果表明流向涡结构在粗糙颗粒下游40倍颗粒直径位置开始破碎,非定常扰动能也在该点附近增长达到最大值。粗糙单元诱导出了明显的条带涡结构,其中低速条带处于边界层上层,在向下游发展的过程中逐渐扩散至边界层外缘并耗散掉。高速条带位于边界层底部,在向下游发展的同时往展向两侧拓展,最终展向上多条高速条带接触并互相耦合,导致最后条带涡结构的破碎和尾迹区边界层的转捩。 展开更多
关键词 转捩模式 流场 激波 边界层 转捩
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不同角部外形方柱涡激振动数值模拟研究
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作者 郑德乾 Mohammed Elhassan +2 位作者 马文勇 祝瑜哲 刘帅永 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第6期29-33,共5页
基于分区交错算法,通过数值模拟研究倒角、切角(角部修正率为10%)对方柱横风向涡激振动的影响,其中以来流平均风速和方柱边长定义的雷诺数为22000。采用Newmark-β算法求解结构运动方程,流体域采用SST k-ω湍流模型,网格更新采用弹簧光... 基于分区交错算法,通过数值模拟研究倒角、切角(角部修正率为10%)对方柱横风向涡激振动的影响,其中以来流平均风速和方柱边长定义的雷诺数为22000。采用Newmark-β算法求解结构运动方程,流体域采用SST k-ω湍流模型,网格更新采用弹簧光滑法,在Fluent软件平台采用UDF编程实现方柱涡激振动的数值模拟计算。首先,通过静止和运动标准方柱数值模拟结果与文献实验和数值模拟结果对比,验证所采用数值模拟方法及参数设置的有效性;然后,分析折减风速6.0~10.0内倒角、切角措施对方柱气动力和流固耦合振动响应的影响。结果表明:3种方柱均出现“锁定”现象,与标准方柱相比,切角和倒角方柱发生“锁定”现象的折减风速范围及振幅均有所增大,这是由于角部处理影响气流的流动分离,改变背风面分离涡及周围流场,进而影响涡旋脱落频率和气动力所致。 展开更多
关键词 振动与波 方柱 角部修正 涡激振动 分区交错算法 流场分析
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槽道流POD重构及湍流动能耗散率分析 被引量:5
12
作者 陈彬 刘阁 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期169-177,共9页
采用二维粒子图像测速仪(2DPIV)对槽道内涡波流场进行实验研究,用POD技术对2DPIV瞬态速度矢量场进行主导模态重构,得到槽道内的平均流速和湍流动能分布;采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率分布进行计算.结果表明:重构流场表征了原始流... 采用二维粒子图像测速仪(2DPIV)对槽道内涡波流场进行实验研究,用POD技术对2DPIV瞬态速度矢量场进行主导模态重构,得到槽道内的平均流速和湍流动能分布;采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率分布进行计算.结果表明:重构流场表征了原始流场的主导结构,剔除了噪声等干扰信息;大涡PIV方法能有效地估算动能耗散率的分布;湍流动能在壁面附近较小,在接近槽道中心区域湍流动能越来越大,呈现出射流的特征;动能耗散率的峰值出现在壁面附近和槽道中心区域,动能耗散率随着远离壁面程度的增加先降低后逐渐增加直至达到峰值. 展开更多
关键词 槽道 涡波流场 2DPIV测量 POD重构 动能耗散率
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