漩涡脱落论文-齐欢欢,冯志鹏,姜乃斌,黄茜,吴万军

漩涡脱落论文-齐欢欢,冯志鹏,姜乃斌,黄茜,吴万军

导读:本文包含了漩涡脱落论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:燃料棒,夹持失效,流弹稳定性,漩涡脱落

漩涡脱落论文文献综述

齐欢欢,冯志鹏,姜乃斌,黄茜,吴万军[1](2018)在《格架夹持失效对燃料棒流弹稳定性及漩涡脱落影响的数值研究》一文中研究指出流弹稳定性和漩涡脱落是流致振动分析的两个重要机理。由于制造工艺、运输、辐照影响,格架对燃料棒的夹持作用可能失效。以I、II型燃料组件为例,研究了夹持失效对燃料棒固有频率和振型、流弹稳定性以及漩涡脱落的影响。结果表明:刚凸支承失效对固有频率的影响与振型有直接关系,原振幅较大的位置附近刚凸支承失效对固有频率的影响明显。刚凸支承失效对两种型号燃料棒固有频率的影响类似。对于I型组件,燃料棒顶部和底部的流速较大,大小相当,顶部和底部格架的刚凸支承失效对流弹稳定性及漩涡脱落比值有较大影响。对于II型组件,顶部格架刚凸支承失效对流弹稳定性及漩涡脱落比值的影响明显。(本文来源于《核动力工程》期刊2018年04期)

王晨旭[2](2016)在《近壁面圆柱绕流的漩涡脱落及水动力特性研究》一文中研究指出由于海底表面易腐蚀,海水的冲刷作用会使海底管道与海底之间产生间隙,成为悬跨圆柱体结构。管道表面发生的周期性漩涡脱落现象导致管道表面的压力变得非常不稳定,从而引发涡激振动,破坏管道的结构安全。在研究管道漩涡脱落和预报水动力特性的时候,通常简化成均匀流绕过近水平壁面圆柱体的数学模型。近壁圆柱绕流是海洋工程中重要的课题之一,以其可能影响漩涡脱落和水动力的参数众多且作用复杂成为学者们研究的热点。远海排污管道尺寸较大,其周围流场为高雷诺数湍流流场,相应的其漩涡脱落及水动力特性更为复杂。本文以此为选题背景,从工程实际出发,从圆柱边界层动量,圆柱边界层的叁维效应和圆柱边界层的能量叁个方面研究了边界层对近壁面圆柱绕流中漩涡脱落及水动力特性的影响,主要内容和结论如下:(1)描述了近壁圆柱绕流的流动特性并列举了主要特征参数,对该问题的发展历程及研究进展做了回顾和总结,并提出研究中主要面临的问题是影响圆柱尾流的参数较多,且无法确定每个参数的具体作用。介绍了计算高雷诺数湍流的基本方法和湍流模型,并对网格无关性和湍流模型的选择做了对比和研究。在雷诺数较低时(1.4×104),标准k-ε模型和大涡模拟在计算平均受力和St数上都表现出良好的准确性,大涡模拟在捕捉瞬时变化上更为准确。在较高雷诺数(1×105)时,标准k-ε模型表现出其占用计算资源少的优势。(2)通过对多个有代表性的前人实验做进行比较分析,指出除了目前学者主要讨论的叁种参数:雷诺数Re、平板壁面边界层与圆柱直径比δ/D和圆柱与平板壁面的间距与圆柱直径比G/D外,由圆柱下表面边界层形状变化引起的动量变化也是重要的影响因素。根据圆柱绕流的涡泄原理和利用卡门动量积分方程对圆柱下表面边界层动量变化的数学表达式进行推导,并据此提出边界层的形状因子H作为研究近壁圆柱绕流问题的新参数。漩涡脱落的强弱程度影响圆柱表面水动力特性,用边界层动量观点很好的解释了阻力、升力的基本变化趋势。(3)高雷诺数时湍流的叁维效应强烈,如果不能保证计算域具有足够的尺度,计算域壁面将影响圆柱尾流。通过对计算域尺度的研究,确定在雷诺数Re = 105时,计算域宽度为25D时,可以将壁面影响降到合理范围之内。模拟了不同来流角度时圆柱体的漩涡脱落及水动力特性变化,用边界层内的动量变化的观点分析了水动力变化以及无关原则在大角度(45°以上)时可能出现失效的原因,从而将边界层动量变化对流场的影响的适用性从二维效应拓展到叁维效应。(4)根据海洋中海水温度变化的特点,依照现行规范对排海管道设计温度的规定,模拟了不同来流温度时不同圆柱外壁温度的近壁绕流。对绕流中边界层内能量交换对流场特点及圆柱体受力和变形的影响进行研究,认为圆柱边界层除了在动量上会影响圆柱尾流流动,也在能量上会对流动产生影响。当边界层能量较低时,流场的速度分布和水动力系数呈异常状态,漩涡脱落的强烈程度减弱。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2016-05-01)

王昆[3](2016)在《火焰面波动激发漩涡脱落的热声振荡机理研究》一文中研究指出贫预混燃烧技术由于具有污染物排放水平低的优势,最近几十年在工业燃气轮机领域得到了广泛的应用,被誉为最具有前途的低污染燃烧技术,但是该技术却始终无法回避热声振荡问题的困扰。虽然各国学者发展了很多着名的发生机理试图解释热声振荡现象,但是由于热声振荡问题极其复杂,目前热声振荡的发生机理依然不明。针对热声振荡发生机理不明的现状,本文在综合前人火焰面波动机理和漩涡脱落机理的成果的基础上,提出了火焰面波动激发漩涡脱落的热声振荡发生机理假说,并尝试通过理论推导、数值模拟和实验验证相结合的方法检验该发生机理的准确性。理论推导方面发展了火焰面波动对应的燃烧热释放模型,得到了影响燃烧热释放波动的主要因素和影响规律;数值模拟方面验证了模态分析方法对热声振荡研究的有效性,从频域方面得到了本文模型燃烧室声场的固有频率、声压振型和振幅增长率随温度和当量比的变化规律,时域方面得到了火焰面波动热声振荡稳定区间和非稳定区间;实验部分通过研究热释放与声压波动的规律,确认了漩涡脱落是热声振荡的发生机理,但是火焰面波动却不是激发漩涡脱落的直接原因,并且通过总结归纳,发现了声压振荡从非热致发声—低频热致发声-高频热致发声-热声振荡的变化规律,解释了出现以上变化的原因。本文主要结论如下:—燃烧热释放模型推导方面:1燃烧热膨胀效应对热释放函数的幅频特性具有重要影响,但是对相频特性不构成影响,不同的燃烧热膨胀条件下的相频特性完全相同。2燃烧室高度、中心体高度、平均速度对火焰面波动热释放规律具有重要影响,并且不同的热膨胀参数下对幅频和相频的影响规律各不相同。3火焰传播速度是影响火焰面波动热释放的关键参数,能够强烈地影响声压波动与热释放波动之间的时间延迟。二数值模拟方面:1模态分析是热声振荡研究的有效方法,能够预测热声振荡的频率、振型和振幅增长率等参数。2热声振荡的各阶频率随着当量比的增加而增加,相同阶的热声振荡频率的对应的振型相同,只有热声振荡的频率和振型都正确时,才能判定热声振荡已经发生。3当量比和燃烧温度对火焰面波动激发的热声振荡的振幅增长率具有重要影响,不同阶频率对应的振幅增长率敏感区间随当量比和温度的增加变化规律相差巨大。4不同流量下,火焰面波动在不同当量比下激发热声振荡的能力不同,存在着不同的热声振荡发生区间。叁实验方面:1虽然漩涡脱落是导致热声振荡的原因,但是漩涡脱落并非由火焰面波动所激发。2实验过程存在非热致发声、低频热致发声和高频热致发声3种不同的现象,时间延迟不同是3种实验现象之间的最显着区别。3时间延迟是导致热致发生的最重要因素,当能量高的模态的时间延迟满足瑞利准则时,将导致大强度的热致发声现象,当能量低的模态的实验延迟满足瑞利准则时,将导致低强度的热致发声现象。4热声振荡是热致发声的极端情况,当热致发声的频率等于燃烧室固有频率时,热声振荡将会发生。综上所述,本文最终证实了漩涡脱落是热声振荡的发生机理,但是火焰面波动不是漩涡脱落的直接原因。热声振荡现象是本文高频热致发声的极端情况,是由于高频热致发声的频率与燃烧室固有频率接近导致共振现象所导致。(本文来源于《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》期刊2016-04-01)

罗宏卫[4](2015)在《形状变化的钝体漩涡脱落起始特性研究》一文中研究指出本文主要研究了非稳态二维钝体绕流下漩涡脱落的起始和流场结构。钝体的形状从方柱逐渐过渡到平板。柱体的宽高比分别为0.1,0.25,0.5,0.75和1。通过有限体积法,得到了不同高宽比的柱体涡脱起始的临界雷诺数以及其他临界参数。时间离散采用了隐式的二阶迎风方案,计算域的阻塞率为4%。本文通过引入Stuart-Landau方程,计算得到了钝体漩涡脱落的起始雷诺数。结果表明,在钝体从方柱过渡到平板的过程中,临界雷诺数逐渐减小。在二维流态域内找到了斯特劳哈尔数和阻力系数随着雷诺数的变化规律。分析发现,当柱状体的宽高比大于0.5时,雷诺数小于100范围内,阻力系数将会随着雷诺数的增大而减小。与此相反,当柱状体的宽高比小于0.5时,阻力系数将会随着雷诺数的增大而增大。当长宽比为0.5时,随着雷诺数的增大,阻力系数会先减小,当雷诺数增大到70左右,阻力系数开始随着雷诺数的增大而增大。通过观察发现,斯特劳哈尔数随着雷诺数单调递增。通过拟合方法,得到了斯特劳哈尔数以及主力系数和雷诺数的关系,通过外插值法计算得到了临界斯特劳哈尔数和临界阻力系数。观察发现,临界斯特拉哈尔斯随着宽高比的减小而减小,临界阻力系数随着宽高比的减小而增大。在整个计算入射角范围内,发生漩涡脱落的临界雷诺数随着入射角的增大而减小。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-12-01)

宗瑞雪[5](2015)在《刚度系数对圆柱涡激振动漩涡脱落模态的影响》一文中研究指出研究发现圆柱涡激振动漩涡脱落模态的形式与圆柱涡激振动的响应、涡激力系数等特性有着密切的关系。因此研究不同参数对圆柱涡激振动漩涡脱落模态的影响,是研究圆柱涡激振动问题的一个重要环节。本文主要针对刚度系数对圆柱涡激振动漩涡脱落模态的影响来进行研究。将圆柱涡激振动问题简化为质量弹簧系统,利用CFX软件进行仿真模拟,研究在不同的弹簧刚度下,圆柱涡激振动漩涡脱落模态的变化。(本文来源于《现代国企研究》期刊2015年20期)

张国欣,赵民富,薛松龄[6](2015)在《单端固定圆柱叁维漩涡脱落特性的数值模拟研究》一文中研究指出本文使用数值模拟的方法,研究了浸没在流体中的单端固定圆柱的叁维漩涡脱落特性,结果表明,单端固定圆柱漩涡脱落的频率比两端固定圆柱多两个,且与圆柱高度无关,显然,这是由圆柱的自由端引起的。通过研究发现:自由端使流场变得非常复杂,显示出明显的叁维特性,当圆柱较短时,甚至成为升力系数和阻力系数大小的决定因素;但当圆柱较长时,自由端的影响可忽略。(本文来源于《中国核科学技术进展报告(第四卷)——中国核学会2015年学术年会论文集第3册(核能动力分卷(下))》期刊2015-09-21)

祝志文[7](2015)在《基于二维RANS模型计算扁平箱梁漩涡脱落的可行性分析》一文中研究指出为研究二维雷诺时均Navier-Stokes(RANS)模型在获取桥梁扁平箱梁漩涡脱落特性时的可行性,采用基于SSTk-ω湍流模型的二维RANS方程,对大带东桥主桥加劲梁进行了CFD计算(雷诺数Re=1.06×105),获得了加劲梁在不同迭代时间步长、不同网格划分上的气动力系数平均值和脉动值,以及漩涡脱落Strouhal(Sr)数,突出了计算时间步和网格无关检查的重要性。结果表明:相对于漩涡脱落周期T,采用较大的时间步长就能获得气动力系数平均值的近似估计,而要获得漩涡脱落Sr数的收敛估计之计算时间步长应小于T/260;采用二维RANS模型能获得此种箱梁平均气动力系数的近似估计,但得到的漩涡脱落Sr数与风洞试验结果有较大差别。(本文来源于《中国公路学报》期刊2015年06期)

管宁,刘志刚,张承武,姜桂林,丁宁[8](2015)在《壁面加热对微圆柱漩涡脱落的影响》一文中研究指出建立二维数学模型,对比研究了低雷诺数下(0~100)壁面加热对直径分别为2 cm、20μm及2μm的微圆柱漩涡脱落的影响规律。深入探讨了直径、壁面与流体温差对圆柱绕流中漩涡生长和脱落规律、尾流区速度、温度场及涡街参数分布等的影响规律及其原因,并基于计算结果拟合出了低雷诺数下斯特劳哈尔数(Sr)与雷诺数(Re)的定量关系式。研究发现当圆柱直径降至2μm时,与常规尺度圆柱相比微圆柱尾流区涡街的出现明显提前;而壁面加热减小了叁者的差距,使叁种不同直径圆柱背风区涡街出现的最低Re均降至40以下。微圆柱涡街的漩涡列距和间距之比h/l的值随着温差的增加而逐渐增大;相同温差下不同直径圆柱尾流区涡街h/l均随Re增加而减小,在相同Re下h/l值随圆柱直径的减小而明显增大。存在壁面加热时微圆柱绕流的Sr要高于无加热工况,两者之差最高可达20%左右。(本文来源于《山东科学》期刊2015年02期)

罗少君[9](2012)在《抑制钝头体漩涡脱落的数值分析》一文中研究指出当粘性气流流经一个钝头体表面时,气流会在钝头体表面形成一层很薄的附面层,并且会在钝头体的尾部沿着气流流经方向产生漩涡。这种漩涡称之为:冯卡门涡。很长时间以来,关于冯卡门漩涡的研究一直是流体力学的热门,关于冯卡门漩涡的形成以及影响,已经有很多研究者对此进行了深入的研究,大致的研究手段包括实验和计算机模拟这两大类方法。目前为止,关于对冯卡门漩涡的成因和对周围流场的研究已经很充分了,对冯卡门漩涡的抑制则成为研究界的一大热门领域。抑制冯卡门漩涡可以应用到多个领域,其现实意义很大。比如提升研究对象的气动性能,在机翼后部加装襟翼延迟漩涡以增加其升力,在赛车尾部加装尾翼以减小其阻力,减小其振动频率,甚至目前已经作为控制噪音的一个重要手段。本论文设计首先针对研究流经钝头体表面的流场,阐述漩涡的产生机理以及其对钝头体和周围流场的影响。本设计的钝头体模型是基于一个圆柱体和置于圆柱体之上,长度为圆柱体直径4.4倍可调节攻角的薄平板。基于此模型,通过计算机模拟,运用数值方法来抑制冯卡门漩涡并且从该数值方法中找到此模型抑制冯卡门漩涡的最优解。本设计最终结果显示,涡脱落的抑制,既可以从改变间隙比入手,也可以从变换平板夹角来实现。在小间隙比区域,即,平板偏离很小的角度即可实现漩涡脱落的抑制。而当间隙比处于较大值时,比如,则需要很大的角度才能成功抑制涡脱落。当间隙比处于两者之间,临界夹角在附近。漩涡脱落现象的产生是由于圆柱体和平板后半部分,自旋方向相反的涡互相作用的结果。因此缩小间隙比,则增大了相互间的作用。这是抑制漩涡脱落的主要机理。同时这也解释了处于小间隙比区域的平板和圆柱体,仅仅只需改变很小的夹角便能成功抑制涡脱落的原因。间隙比是影响漩涡脱落的主要因素,所以当间隙比增大时,临界夹角则需要相应的增大。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2012-12-01)

李全星[10](2009)在《窄通道中掠过平行板流动引起的漩涡脱落数值模拟》一文中研究指出板状燃料组件在先进核反应堆中得到重要应用。流体以一定的流速横掠板状组件时会导致板后漩涡脱落产生。在核电厂运行过程中,漩涡脱落是引发板状组件发生振动的主要原因之一。本文针对流体横掠板状燃料组件引起的漩涡脱落问题编写程序:程序基于物理组成贴体坐标系(PCBFC),结合任意拉格朗日欧拉坐标法(ALE-BFC)实现网格的移动,详细模拟了窄通道中流场的分布情况。网格移动后的压力和速度用Lie导数进行修正,从而实现一种新颖的计算流固耦合(FSI)的方法。本文在单个方板模拟程序的基础上,通过改变板的长度模拟不同长宽比下板的漩涡脱落情况,通过改变板间距模拟在不同间距下双板的流固耦合现象,并验证这些因素对板状组件漩涡流动特性的影响。(本文来源于《华北电力大学(北京)》期刊2009-03-05)

漩涡脱落论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

由于海底表面易腐蚀,海水的冲刷作用会使海底管道与海底之间产生间隙,成为悬跨圆柱体结构。管道表面发生的周期性漩涡脱落现象导致管道表面的压力变得非常不稳定,从而引发涡激振动,破坏管道的结构安全。在研究管道漩涡脱落和预报水动力特性的时候,通常简化成均匀流绕过近水平壁面圆柱体的数学模型。近壁圆柱绕流是海洋工程中重要的课题之一,以其可能影响漩涡脱落和水动力的参数众多且作用复杂成为学者们研究的热点。远海排污管道尺寸较大,其周围流场为高雷诺数湍流流场,相应的其漩涡脱落及水动力特性更为复杂。本文以此为选题背景,从工程实际出发,从圆柱边界层动量,圆柱边界层的叁维效应和圆柱边界层的能量叁个方面研究了边界层对近壁面圆柱绕流中漩涡脱落及水动力特性的影响,主要内容和结论如下:(1)描述了近壁圆柱绕流的流动特性并列举了主要特征参数,对该问题的发展历程及研究进展做了回顾和总结,并提出研究中主要面临的问题是影响圆柱尾流的参数较多,且无法确定每个参数的具体作用。介绍了计算高雷诺数湍流的基本方法和湍流模型,并对网格无关性和湍流模型的选择做了对比和研究。在雷诺数较低时(1.4×104),标准k-ε模型和大涡模拟在计算平均受力和St数上都表现出良好的准确性,大涡模拟在捕捉瞬时变化上更为准确。在较高雷诺数(1×105)时,标准k-ε模型表现出其占用计算资源少的优势。(2)通过对多个有代表性的前人实验做进行比较分析,指出除了目前学者主要讨论的叁种参数:雷诺数Re、平板壁面边界层与圆柱直径比δ/D和圆柱与平板壁面的间距与圆柱直径比G/D外,由圆柱下表面边界层形状变化引起的动量变化也是重要的影响因素。根据圆柱绕流的涡泄原理和利用卡门动量积分方程对圆柱下表面边界层动量变化的数学表达式进行推导,并据此提出边界层的形状因子H作为研究近壁圆柱绕流问题的新参数。漩涡脱落的强弱程度影响圆柱表面水动力特性,用边界层动量观点很好的解释了阻力、升力的基本变化趋势。(3)高雷诺数时湍流的叁维效应强烈,如果不能保证计算域具有足够的尺度,计算域壁面将影响圆柱尾流。通过对计算域尺度的研究,确定在雷诺数Re = 105时,计算域宽度为25D时,可以将壁面影响降到合理范围之内。模拟了不同来流角度时圆柱体的漩涡脱落及水动力特性变化,用边界层内的动量变化的观点分析了水动力变化以及无关原则在大角度(45°以上)时可能出现失效的原因,从而将边界层动量变化对流场的影响的适用性从二维效应拓展到叁维效应。(4)根据海洋中海水温度变化的特点,依照现行规范对排海管道设计温度的规定,模拟了不同来流温度时不同圆柱外壁温度的近壁绕流。对绕流中边界层内能量交换对流场特点及圆柱体受力和变形的影响进行研究,认为圆柱边界层除了在动量上会影响圆柱尾流流动,也在能量上会对流动产生影响。当边界层能量较低时,流场的速度分布和水动力系数呈异常状态,漩涡脱落的强烈程度减弱。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

漩涡脱落论文参考文献

[1].齐欢欢,冯志鹏,姜乃斌,黄茜,吴万军.格架夹持失效对燃料棒流弹稳定性及漩涡脱落影响的数值研究[J].核动力工程.2018

[2].王晨旭.近壁面圆柱绕流的漩涡脱落及水动力特性研究[D].哈尔滨工程大学.2016

[3].王昆.火焰面波动激发漩涡脱落的热声振荡机理研究[D].中国科学院研究生院(工程热物理研究所).2016

[4].罗宏卫.形状变化的钝体漩涡脱落起始特性研究[D].哈尔滨工业大学.2015

[5].宗瑞雪.刚度系数对圆柱涡激振动漩涡脱落模态的影响[J].现代国企研究.2015

[6].张国欣,赵民富,薛松龄.单端固定圆柱叁维漩涡脱落特性的数值模拟研究[C].中国核科学技术进展报告(第四卷)——中国核学会2015年学术年会论文集第3册(核能动力分卷(下)).2015

[7].祝志文.基于二维RANS模型计算扁平箱梁漩涡脱落的可行性分析[J].中国公路学报.2015

[8].管宁,刘志刚,张承武,姜桂林,丁宁.壁面加热对微圆柱漩涡脱落的影响[J].山东科学.2015

[9].罗少君.抑制钝头体漩涡脱落的数值分析[D].南京航空航天大学.2012

[10].李全星.窄通道中掠过平行板流动引起的漩涡脱落数值模拟[D].华北电力大学(北京).2009

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