北京大学湍流国家重点实验室介绍

北京大学湍流研究国家重点实验室是在我国著名科学家、国际湍流模式理论奠基人周培源先生的支持与倡导下,于1995年底通过科技部验收而正式成立的.实验室成立以来,继承和发扬了长期积累的学科优势,在科学研究、基础建设、合作交流等方面精耕细作,目前已经成为国内湍流研究的中心,并在国际湍流界具有一定影响.实验室顺应非线性科学与复杂系统科学研究的不断深入,将湍流问题逐步纳入到复杂系统这一更高层次的研究领域中去,2001年经科技部批准,实验室更名为"湍流与复杂系统国家重点实验室".

湍流研究国家重点实验室研究动态

湍流研究国家重点实验室研究动态梁彬北京大学湍流研究国家重点实验室，北京１００８７１湍流研究国家重点实验室一直是以基础研究为主，着眼于湍流发生发展的机制，从理论、计算和实验方面进行研究．实验室也兼顾应用基础研究，在环境流体力学、大气边界层模拟和风工程研...

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里 ,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构 ,研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响 .利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度 .结果表明 :平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构 。

射流和圆柱尾流湍流层次结构的实验研究

用热线测量了射流和圆柱尾流湍流核心区不同位置处的风速脉动 ,通过对速度结构函数标度性质的计算 ,研究了湍流层次结构模型。主要结论有 :层次结构模型中的相似性假设得到了实验的有力支持 ;模型提出的标度指数公式精确地反映了湍流随机场的标度性质 ;速度结构函数的标度性质是与具体湍流流动有关的。

体育场内场风环境模拟实验研究

体育场内场风环境是建筑设计者和体育工作者非常重视和关心的问题。因为它涉及到运动成绩被承认与否和体育比赛的效果。本文针对浙江省黄龙体育中心主体育场的建筑结构特点，对其内场近地面的风场进行了测量，并采用空气动力学实验中经常使用的热线风速仪和烟线示踪法对各种不同风向角条件下，外场风在现体育场结构方案中对场内带来的影响，显示内场风场的变化。对体育场建成后的使用，提出风影响预报。可以避免今后由于风作用而产生不利影响时的盲目性。同时可以采取一些相应的补救措施，更能提高体育场的使用性能。

网格湍流CAARC模型风洞实验

对大气湍流边界层的真实模拟是风工程风洞模拟实验所要满足的基本条件之一。平均速度剖面 ,湍流度剖面 ,积分尺度和风谱是反映大气湍流边界层流动的四个最基本的因素。本文首先研究了不同孔隙率的均匀网格湍流场的流动特性 ,得到湍流度、积分尺度以及风谱的变化规律 ,然后在变化其中某一个因素而保持另外三个因素不变的条件下 ,研究了处于均匀网格湍流场中的CAARC模型风荷载响应的变化 ,从而确定每一个因素的独立变化对模型所受风荷载的影响。实验结果表明湍流度和积分尺度对结构物所受风荷载都有很重要的影响 ,在风洞大气湍流边界层模拟中应该予以充分的考虑 ,否则将会引起风荷载实验结果的偏差。

一种强螺旋流现象的实验研究

螺旋流一般通过切向进流、安装导流片或旋转管道三种方式产生,但Horii 等人通过实验发现有三种装置也产生了非常稳定的螺旋流。笔者利用激光测速仪针对其中一种装置产生的螺旋流进行了时均速度分布测量。实验结果表明。

体育场挑蓬风荷载模拟实验研究

能容纳五万多观众的浙江省黄龙体育中心主体育场，在观众席上建有能遮挡风雨的挑蓬，挑蓬之大达座席覆盖率９０％以上，总面积２１０００ｍ２。挑蓬被支撑在外环梁和由斜拉索吊拉的内环梁上。大跨度梁结构受力问题，是建筑结构业一个十分复杂的问题，而杭州地区的地理位置处于我国的台风区，更显出风荷载影响的严重性。因此需对体育场置于大气边界层风洞中进行风荷载模拟实验，以取得合理的挑蓬体型系数，为结构设计的合理性和可靠性提供重要依据。最终可以节省建筑物的造价。

湍流标度律的实验测量(英文)

实验测量了射流与圆柱尾流纵、横向的湍流速度脉动 ,计算了这两种方向的湍流速度结构函数的标度规律。结果表明 ,横向的湍流速度脉动比纵向有着更大的间歇性 ,这支持目前已有的一些关于均匀各向同性湍流的实验测量和数值计算的结果 ,而与另一些文献报道不同。此外 ,还对纵、横向湍流速度结构函数标度律的S L模型进行了一些分析。

长输天然气管道内涂层减阻试验研究

为了验证减阻型内涂层对天然气管道的减阻增输效果 ,对专用减阻型涂层管、普通环氧类涂层管及无涂层普通工业管的空气动力性能进行了实验室模拟试验研究 ,确定了其摩擦阻力系数及减阻涂层在长输气管道中使用时的减阻效果。试验证明 ,在雷诺数Re为 0 .7× 10 5～ 2 .2 8× 10 5的范围内 ,使用Colebrook公式是正确的。研究结果认为 ,低雷诺数下的光滑减阻规律与高雷诺数下的光滑减阻规律是相同的 ,而且高雷诺数下的减阻效果比低雷诺数时的更明显。据此认为Colebrook公式也可用于极高雷诺数的情况。对于实际输气管线 ( =10 16×16 .2mm ,Re=4 .32× 10 7) ,采用专用减阻涂层管与无涂层普通工业管相比 ,其摩阻系数值减少 2 6 .0 7% ;与普通环氧涂层管相比 ,其摩阻系数减少 3.9%。因此在长输大口径天然气管道中采用专用内减阻涂层管减阻效果好 ,节能潜力大 ,值得广泛推广使用。

地形引起的重力内波的水槽实验

利用不同密度分层的盐水模拟稳定层结大气条件 ,在水槽中成功地模拟了两层大气分层流中二维山脊引起的地形波 。

龙脊风帆模型气动特性风洞实验

通过风洞模型实验 ,利用六分量高频底座天平技术 ,测量了称为龙脊风帆的一种单帆模型在均匀来流中各个风向角和俯仰角下的时均升力系数和时均阻力系数以及脉动升力系数和脉动阻力系数 。

层结大气中烟气扩散的实验和数值模拟

利用不同密度分层的盐水模拟稳定大气层结条件，对复杂地形上的烟气绕流及其扩散规律进行实验研究，是一个被实践证明行之有效的方法。同时对低层逆温中出现的烟气扩散现象也得到了独特的效果。且水中实验具有可视化的优点，可以得到直观的显示图像。通过烟气扩散灰度的变化，也可对其浓度量化，使定性研究又取得了进展。特别是对复杂地形所做的数值模拟计算与实验的相互验证。

小波方法检测角区湍流的流动结构

本文采用热线、压力传感器和PIV方法对中等雷诺数下角区湍流流动进行了实验测量。设计了基于小波变换的一种湍流场特征流动结构检测方法 ,辨识出了角区湍流的分离涡结构及其尺度。这些涡结构的发现揭示了角区马蹄涡系运动在低雷诺数下所展示的物理过程在中等雷诺数或充分发展湍流状态下仍然存在。同时 。

电磁力对湍流边界层相干结构的影响

利用一组铷-铁-硼强铁磁体和电极组成的电磁极阵列,在海水平板湍流边界层中产生具有一定穿透深度的电磁力,实验研究了行波式洛伦兹力(Traveling-Wave-Like Lorentz Force )对湍流边界层快慢条带的影响,氢气泡流动显示表明在电磁力的影响下,湍流边界层底层快慢条带相干结构出现间距是平均值2～3倍的低速区域,低速条带的统计平均间距明显增大.

旋涡二次流中稀疏颗粒的运动特性研究

水力机械的局部泥沙磨损与其流道表面局部旋涡二次流中的颗粒运动有着密切的关系。作者分析了稀疏颗粒在简单旋涡流场中的运动规律，探讨了颗粒的物理性质、二次涡流结构及初始条件对颗粒运动特性的影响，从而得到了二次旋涡捕获颗粒的运动学和动力学条件。此外，针对实际二次涡流特征提出了数学模型，并计算了其中颗粒的运动轨迹。图１０参１１。

周培源湍流统计理论的新发展

将周培源教授于５０年代提出的轴对称旋涡结构的湍流统计理论进一步推广到非轴对称旋涡结构的情况，并用周培源－萨夫曼平均方法和张量分析给出了计算方向平均的一般公式，从而大大减少了各种关联函数计算的工作量。

大气边界层湍流速度场的层次结构分析

对大气边界层的速度脉动时间序列进行了统计分析，发现在大气边界层湍场中存在She-Leveque(SL）层次相似律，以及在水平速度场、垂直速度场和不同条件下垂直速度场的层次相似律所满足的情况不同，并给出了对应的可能解释。结果指出大气边界层自组织结构的复杂性以及层次相似律对大气边界层湍流动描述的有效性。

求某些非线性偏微分方程特解的一个简洁方法

简单介绍了应用一个简洁的“试探函数法”求解非线性偏微分方程的基本步骤 ,主要研究了两大类方程 ,一类是Burgers方程或KdV方程的推广 ,另一类是具有特殊非线性反应率的Fisher方程· 不难看出 ,这个方法是简洁的 。

中等雷诺数圆柱尾流旋涡脱落的控制

介绍通过实验对圆柱尾流旋涡脱落进行抑制的方法及其结果.实验模型的展径比为38,实验的雷诺数范围为3×102～1.6×103.抑制方法是在圆柱（直径为D）表面沿展向每隔一定间距伸出一直径0.18D、长度为1.5D的小棒.实验结果表明,当棒间距小于3D,棒与来流夹角在30°～90°范围内,可有效抑制旋涡脱落.