半圆柱流场中蝌蚪的自由游动数值模拟

来源 :第九届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hfutnyd
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  经历漫长的自然选择,水生生物发展了各式各样的优秀的运动能力。水生动物运动的研究,可为仿生机器人外形和运动的设计、水下仿生结构物的设计等提供样本和思路,促进海洋探索和开发。鱼类作为水生生物的主体,拥有流线型的外形和绝佳的游动效率,已有了各种方面的较为详细的研究。而蝌蚪相较于鱼类,在外形和运动方式上则有明显不同。外形上,蝌蚪由较大的近似椭圆的钝体头部和细长的尾部组成,不具备流线型的特征;运动方式上,蝌蚪的运动主要依靠尾部大幅度地摆动,在运动部位的长度占比和运动幅度上均与鱼类明显不同。研究蝌蚪的运动方式,揭示其运动的流场特性,有助于我们研究非流线型体的运动,设计与之相应的运动方式,使得水下机器人和水下结构物在各种工作状态下均保持较高的效率。
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液桥是由工业浮区晶体生长提炼出来的微重力流体研究模型,长期以来,关于液桥热毛细对流机理的研究一直是微重力流体科学的主要研究课题。在地面由于重力的影响,难于建立相对较大尺寸的液桥实验模型。载人航天为我们提供了极好的机会,我们将在天宫二号上开展大尺寸液桥的纯热毛细对流实验研究。
会议
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本文主要研究机翼表面局部振动和机翼自身分离涡的耦合作用,研究局部振动区域不同振动形式下对升阻力的影响,从而选择一定的振动方式进行流动控制,达到使机翼增升减阻的效果。本项目计划通过风洞实验和数值方法,对机翼表面局部振动改变流动性质进行一定的研究,分析流动性质改变和升阻力之间的关系。
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本文利用粒子图像测速(PIV)技术研究叶片尾缘劈缝模型射流尾迹,通过本征正交分解(POD)对流场进行分析.研究射流/主流速度比(VR=0.5,1.0,1.5)变化对流场尾迹结构的影响,基于主流平均速度U0和射流缝高度h的雷诺数为Re=(ρ×U0×h)/μ=3380.实验结果表明:随着速比增大,射流对尾迹速度亏损弥补越显著,对流场脉动能量贡献也越大;不同速比时占据流场主导作用的旋涡生成位置不同;通过
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为研究测压孔分布形式对压力测量结果的影响,在某低速高升力翼型模型的展向中截面及与之成15°的斜截面上布置了流向位置一一对应的测压孔,测量、比较了这两种测压孔测得的压强系数分布、层流分离泡的特征点位置及升力、压差阻力系数.实验在Rec=2.7×105和Rec=6.6×105两种来流雷诺数下进行,攻角范围为-2°<α<20°.
为了研究叶栅端壁流对反推力平面叶栅性能的影响,基于端壁流动显示方法和探针测试技术,对等厚度叶栅和带型面叶栅进行了对比分析。结果 表明,在反推力平面叶栅通道内不仅存在通道涡,而且在吸力面与端壁形成的角区内存在角区脱落窝,以及通道涡诱导出的壁面涡,其涡系结构和涡轮叶栅极为相似。带型面叶栅临界马赫数普遍高于等厚度叶栅临界马赫数,且有较宽的攻角范围,表明相同马赫数下带型面叶栅攻角特性好于等厚度叶栅。
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通过流动显示、数值计算和吸附式叶栅试验,研究了吸气位置、吸气量等参数对高负荷大弯角扩压叶栅性能的影响,结合叶栅表面油流图谱和流场测量数据,分析了高负荷大弯角扩压叶栅复杂的端壁流动。试验结果表明,在叶片吸力面开缝抽吸,将附面层内的低能流体从槽内吸出,可以控制附面层的分离流动,增大了流通能力,叶栅的扩压能力也得到提升。端壁附面层的变化对叶栅端区涡系发展过程影响显著,壁面涡和尾缘脱落涡产生、发展耗散的过