涡旋波流场的PIV测试及流动参数研究

【摘要】：一定参数条件下,在二维槽道中可以形成一系列旋涡,且主流围绕这些旋涡呈波状流动,此即涡旋波流动(Vortex wave)。涡旋波是一种近期发现的新的流动现象, 其特点是在较低的雷诺数条件下可以强化传质,其剪切应力和能量消耗与传统的湍流传质相比要小得多,若与膜技术相结合可产生一种新的高效传质方式,因此具有很强的研究价值。本文利用PIV技术对涡旋波现象进行了测试和研究,并对其流动特性参数进行了计算和比较,主要内容如下: 建立了涡旋波流动的实验测试装置,在该装置上产生了明显的涡旋波流动。通过改变槽道中流体流动Re(Reynolds)数和St(Strouhal)数的大小,测量并分析了各参数下涡旋波流动的流场特性。研究发现:在上下壁面处依次形成的旋涡,经过一段时间后不断长大,最后充满整个槽道,反向流动时,又将旋涡从中心挤向相对壁面,使其迅速消失,该规律呈周期性变化。固定Re数,当St数减小时,涡旋波流场中旋涡个数、旋涡尺寸和波长均增加,但涡心处的涡量和剪切应变减小;St数一定,随着Re数的增大, 旋涡个数先增加后减小,涡心处的涡量和剪切应变几乎成正比关系增加。同时,本实验还对不同高度和不同扩张方式的槽道分别进行研究。研究发现,槽道高度越小,越有利于形成涡旋波,且旋涡个数增多;槽道直角扩张方式相对于45°扩张方式,其槽道内主导涡附近更易诱导出次生涡。本文对涡旋波的混合特性及机理也进行了初步分析,并且将实验结果与数值计算结果进行比较,两者规律大致吻合。本文的研究结果对于了解涡旋波流场的流动特性具有重要的意义。同时对即将开展的涡旋波流场的传质实验研究,也提供了一定的理论基础。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：O357.1

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前2条

1	王旭;涡旋波膜生物反应器的剪应力分布及传质强化[D];大连理工大学;2006年
2	肖俊;“浑水水力分离清水装置”清水流场试验研究[D];新疆农业大学;2006年

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前10条

1	谢安国,聂红;因次分析π定理的应用理论研究[J];鞍山钢铁学院学报;1997年05期
2	陈奎宇;邓圭玲;韩玮;;喷射布胶胶液累积体积及其平均流速数值模拟[J];半导体技术;2007年03期
3	熊艳,毛军,薛琳;平板层流边界层定常流动存在相似性解区域的分析[J];北方交通大学学报;2003年04期
4	何小英;贺碧蛟;蔡国飙;;Taylor-Couette流的DSMC数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2010年03期
5	陆中荣;有关圆定理的几点讨论[J];北京航空航天大学学报;1996年05期
6	付卫东,黄本诚,袁修干;管内气体流动的多参数动态数学模型的建立[J];北京航空航天大学学报;1997年05期
7	周智清，董履仁;中间包内钢液经石灰过滤器后的清洁度[J];北京科技大学学报;1996年02期
8	蒋仲安，李怀宇，杜翠凤;弯曲通道内气流流动阻力的计算和验证[J];北京科技大学学报;1996年03期
9	刘录,孙铁;4L空气压缩机无油润滑关键部件改造设计[J];北京石油化工学院学报;2002年01期
10	陈虎魁;流化床中下喷射流穿射深度研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);1997年03期

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1	周晓勃;周盛;;二维扩压叶栅非定常涡面分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
2	王克;李烺;宫建;袁格;;炮风洞剪切干涉法实验研究[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
3	苏卫东;;液体暂态流动过程中能量耗散的特性[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
4	吴青;;SV型静态混合器中气-液两相流动的研究[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第四届学术年会论文集[C];1995年
5	敬军;郑立捷;吴军;梁中刚;;潜艇通气管状态下升降装置尾迹的初步数值研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
6	姚志东;;260万吨柴油加氢装置柴油泵250AYS140F-000运行分析及改造[A];节能降耗减排——第四届广东油气发展论坛论文集[C];2008年
7	张耀屹;徐绩青;;辐射动量应力用于波浪对水流作用的理论分析[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年
8	魏述和;张燎军;闫毅志;;基于流固耦合数值方法的尾水涡带诱发尾水管振动分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
9	王从陆;吴超;王卫军;;矿井提升系统中活塞风速模型研究及应用[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
10	顾建明;杜家瑞;陆火庆;陆明琦;沈建勤;姚雷军;;新颖空调风机——圆盘式风机的研究[A];上海市制冷学会一九九七年学术年会论文集[C];1997年

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1	张伟;叶片泵非设计工况叶轮内部流动分析和预测[D];上海大学;2011年
2	栗怀广;钝体空气动力学的格子玻尔兹曼方法[D];西南交通大学;2010年
3	李春曦;含活性剂液滴的铺展过程研究[D];华北电力大学;2011年
4	杜红霞;水力式流浆箱内浆料流动的数值模拟和试验研究[D];浙江大学;2010年
5	郑秋云;几类铁磁流体模型及其数值求解[D];湘潭大学;2010年
6	唐春晓;基于多光谱成像的数字粒子图像测速技术研究[D];天津大学;2010年
7	田华;基于制冷剂减量及替代的制冷热泵系统关键技术理论和实验研究[D];天津大学;2010年
8	张德生;大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
9	王晶冰;蛋白质超滤分离的机理及其应用研究[D];中国石油大学;2011年
10	彭松林;基于曲柄摇杆机构的扑翼微飞行器的研究[D];上海交通大学;2010年

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1	李翔;1.5级涡轮非定常流动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2	吕景伟;变截面管道内流噪声预报与实验测量研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3	董婧;挠性立管涡激振动的离散涡方法研究[D];大连理工大学;2010年
4	王晓明;空分装置中空气压缩机防喘振控制系统的研究[D];长春工业大学;2010年
5	徐大川;随意涡方法在轴流风扇设计中的应用[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
6	张国耕;车身仿生非光滑表面气动减阻特性研究[D];浙江大学;2010年
7	张海亮;一种基于空心柱体结构的光纤Bragg光栅下旋式同轴圆筒粘度仪[D];昆明理工大学;2009年
8	赵金余;光刻机浸没单元的流场检测与结构优化[D];浙江大学;2011年
9	刘思仁;高速动静压轴承油膜温度场的分析与研究[D];东华大学;2011年
10	浩金牛;废气排放中烟圈的形成及运动规律的研究[D];吉林大学;2011年

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前10条

1	段俐,康琦,申功;PIV技术的粒子图像处理方法[J];北京航空航天大学学报;2000年01期
2	吴华林,张小峰,段文忠;泥沙群体沉速计算及其应用[J];长江科学院院报;1998年03期
3	石惠娴,王勤辉,骆仲泱,岑可法;PIV应用于气固多相流动的研究现状[J];动力工程;2002年01期
4	冯旺聪,郑士琴;粒子图像测速(PIV)技术的发展[J];仪器仪表用户;2003年06期
5	刘宝杰,严明,刘胤,王同庆;叶轮机械复杂流动的PIV应用研究[J];工程热物理学报;2001年05期
6	谢军龙,汪学军,伍光辉,董亚龙,吴克启;开式轴流风扇叶尖流动的PIV实验研究[J];工程热物理学报;2004年04期
7	魏源送,郑祥,刘俊新;国外膜生物反应器在污水处理中的研究进展[J];工业水处理;2003年01期
8	吴华林,沈焕庭,李中伟;泥沙颗粒沉降变加速运动研究[J];海洋工程;2000年01期
9	关许为，陈英祖;长江口泥沙絮凝静水沉降动力学模式的试验研究[J];海洋工程;1995年01期
10	张莉,陈汉平,王启杰;离心叶轮机械有叶扩压器内部流动的PIV测量[J];机械工程学报;2002年05期

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前3条

1	孙荪;半开式离心泵内部流场PIV实验研究[D];扬州大学;2003年
2	张波涛;带涡旋阻止器的封闭式水泵吸水池流场的PIV试验研究[D];清华大学;2003年
3	陈丽敬;二维平面槽道内涡旋波流场的数值模拟[D];大连理工大学;2005年

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前2条

1	李琳;邱秀云;;浑水水力分离清水装置内弱旋流动的数值模拟[J];水力发电学报;2008年02期
2	李琳;邱秀云;龚守远;赵涛;牧振伟;;浑水水力分离清水装置内水沙两相弱旋流场数值模拟[J];中国农村水利水电;2008年01期

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前1条

1	李琳;邱秀云;;浑水水力分离清水装置内水沙两相湍流特性研究[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年

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前5条

1	鲁霞;加压液化输沙技术在“浑水水力分离清水装置”中应用的试验研究[D];新疆农业大学;2011年
2	高蕾;“浑水水力分离清水装置”中试试验研究[D];新疆农业大学;2011年
3	刘芬;“浑水水力分离清水装置”结构优化试验研究[D];新疆农业大学;2007年
4	陈伟东;“浑水水力分离清水装置”结构对清水流场影响的数值模拟[D];新疆农业大学;2007年
5	余新艳;“浑水水力分离清水装置”水沙分离试验研究[D];新疆农业大学;2008年

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1	陈银华,朱栋培;柱位形等离子体中气球模的相干结构[J];中国科学技术大学学报;1992年03期
2	原所佳,于国安;麦克斯韦如何建立涡旋电场的概念[J];现代物理知识;1996年S1期
3	杨鹏飞;学科研究与国家财富[J];世界科学;1998年05期
4	邓莲堂,刘式适,徐祥德,付遵涛;Rossby参数β在涡旋Rossby波中的作用[J];热带气象学报;2004年05期
5	张培忠;中国北方冬季特冷月和特暖月的定常涡旋与瞬变涡旋的热量和角动量输送[J];气象学报;1989年03期
6	高天赋,陈耀明;涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离的变化[J];声学学报(中文版);1998年01期
7	;假如地球找不到北(2,完)[J];法语学习;2005年01期
8	马革兰;罗哲贤;;地形对涡旋自组织影响的初步研究[J];南京气象学院学报;2006年06期
9	丁世荣;用类比法求解涡旋电场[J];西安工程学院学报;1995年03期
10	丁世英;超导涡旋玻璃[J];物理;1997年08期

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1	马俊达;胡文威;李勇健;;数码涡旋技术[A];2001年全国空调器、电冰箱（柜）及压缩机学术交流会论文集[C];2001年
2	赵鹏铎;卢芳云;陈荣;龚少华;;光通量法在SHPSB剪切应变测量中的应用[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
3	黄泓;陈雪景;陈中一;;“万宜”台风中热力扰动与对称涡旋的相互作用[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
4	董洪波;康永林;王克鲁;;CSP连轧中组织演变及影响因素的分析[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集（4）[C];2003年
5	鹿存跃;周铁英;陈宇;傅德永;;压电陶瓷剪切模式用于超声电机的研究[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
6	黄辰洁;吴池胜;陈训来;;副热带涡旋的发展与1998年南海夏季风的爆发[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“热带气旋和季风”分会论文集[C];2003年
7	刘火胜;浦燕鸿;刘银秀;鲁礼炳;;江汉平原涡旋大暴雨的多普勒雷达回波分析[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集（下册）[C];2004年
8	傅强;杨洪波;;旋转坐标系下地形对斜压流动中涡旋结构影响的实验研究[A];第十届全国分离流、旋涡和流动控制会议论文集[C];2004年
9	王贻任;Arup Majumdar;;数码涡旋技术[A];中国家用/商用中央空调应用技术研讨会论文集[C];2002年
10	宁宪宁;;涡旋无油真空泵技术的发展与现状[A];真空获得与测量学术交流会论文集[C];2004年

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前10条

1	陈飞;“数码涡旋”为中央空调换“心”[N];中国电子报;2004年
2	吴钟庆;美的推出数码涡旋中央空调[N];中华工商时报;2002年
3	;第二代数码涡旋中央空调上市[N];中华工商时报;2003年
4	本报记者马琳;三星商用空调执守“数码涡旋”[N];中国房地产报;2010年
5	蔡方;数码涡旋技术展现先进节能效果[N];中国环境报;2007年
6	记者　陈庆春;中央空调节能压力日重数码涡旋技术优势凸显[N];中国电子报;2006年
7	;QWJ气流涡旋微粉机[N];中国乡镇企业报;2000年
8	董董;空调市场酝酿变局[N];中国经营报;2005年
9	章登宏周东祥龚树萍谭险峰;喷雾造粒机的机术改造[N];中国建材报;2001年
10	;QWJ气流涡旋微粉机问世[N];厂长经理日报;2000年

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前10条

1	崔雷;近岸波浪、波生流及波流场中污染物输运的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
2	余锦华;地形对涡旋Rossby波传播和台风强度变化影响的研究[D];南京气象学院;2003年
3	乔方利;大洋波动和近海涡旋的观测与理论研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2003年
4	刘志华;高分子/炭黑复合材料流变行为—导电功能的相关性研究[D];浙江大学;2008年
5	唐军;近岸波浪场的缓坡模型数值模拟及波流场中污染物输运的研究[D];大连理工大学;2005年
6	廖红印;基于含时Ginzburg-landau模型的超导涡旋动力学研究[D];上海大学;2004年
7	高关胤;（La_（1-x）Ca_x）MnO_3外延膜的应力与厚度效应研究[D];中国科学技术大学;2008年
8	苗元秀;旋转的原子玻色—爱因斯坦凝聚体的性质[D];清华大学;2002年
9	赵伟;吕宋海峡水交换的季节性变化研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2007年
10	刘敏;玻色—爱因斯坦凝聚中量子化涡旋与量子反射的理论研究[D];中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）;2007年

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前10条

1	郅红虹;涡旋波流场的PIV测试及流动参数研究[D];大连理工大学;2005年
2	陈丽芬;波流混合作用的完全非线性数值模拟[D];大连理工大学;2011年
3	李阳月;涡旋光束拓扑电荷数的测量[D];华侨大学;2011年
4	陈丽敬;二维平面槽道内涡旋波流场的数值模拟[D];大连理工大学;2005年
5	陈瑞;YMCS模型中局部涡旋解的存在性[D];河南大学;2011年
6	刘彬;5A02铝合金的C2S2变形研究[D];大连交通大学;2004年
7	雷正翠;涡群中双涡合并的数值研究及一次江淮梅雨中的涡旋合并过程分析[D];南京信息工程大学;2005年
8	黄世成;台风转向预测技术和强度变化机理的初步研究[D];南京气象学院;2003年
9	黄春妍;超导模型混合态性质的研究[D];扬州大学;2004年
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