收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

壁湍流标度律及SL标度律相关参数实验研究

张珂  
【摘要】:作为研究湍流尺度间级串的普适性规律,标度律在湍流统计理论研究中具有非常重要的地位,它不仅可以为模式理论提供支持,更可以从统计学的角度阐述湍流机理,为动力学模型的建立提供指导。 本文利用PIV系统对平板湍流边界层垂直于底面的流向、纵向平面内的二维速度场进行测量,并用小波分析和传统统计学的方法对实验数据进行处理和计算,首先用流向脉动速度、法向脉动速度和涡量分量分析了经典的K41标度律和SL标度律,结果显示,在湍流边界层越接近壁面的位置间歇性越明显;并且结构函数的阶数越高,标度指数越偏离各向同性的标度指数,也证明了间歇性的存在;同时分别对低阶(二分之一阶)结构函数和高阶(六阶)结构函数进行了分析,进一步说明了在湍流边界层内间歇性的存在,进而提出了一种预想标度律,并进行了简单的实验验证。 在对几种经典标度律验证结论的基础上,又对流向和法向脉动速度小波系数的概率密度函数进行了分析,更进一步说明了间歇性的存在:同时计算了湍流边界层内的Kolmogorov耗散尺度,Taylor微尺度,剪切尺度,惯性尺度和积分尺度,并对相应的尺度进行了分析。结果显示,Kolmogorov耗散尺度、Taylor微尺度和惯性尺度基本上不随壁面距离的增大而变化,剪切尺度则随着壁面距离的增加呈线性增加,积分尺度在整体上呈上升趋势。 然后对考虑了耗散率的广义ESS标度律和新形式标度律进行了阐述,并在不同壁面位置和不同尺度上对这两种标度律的标度指数进行探讨。结果发现,它们的标度指数随壁面位置的不同变化不大,并且广义ESS标度指数和K41标度指数比较符合,而新形式标度律的标度指数和斜率为0.5的直线(截距为0.5)(截距为0.5)符合的比较好。 对湍流耗散率标度律的分析显示,湍流耗散率标度律在小尺度上具有普适性,并且随着壁面距离的接近,尺度越小,湍流的能量耗散越明显,距离壁面越远的地方,湍流的耗散率越小,且随着尺度的增加而迅速减小。对湍流的最高激发态的研究发现,最高激发态存在绝对标度指数,并且绝对标度律是由信号中最强耗散涨落的局部结构产生的。 最后应用ESS标度指数、广义ESS标度指数和新形式标度指数拟合了SL标度律,拟合结果和实验数据符合的比较好,进而得出了间歇参数和最奇异标度指数,它们随尺度的变化并未表现出很强的规律性。但从整体上说,随着尺度的增加,间歇参数逐渐减小,并逐渐趋于稳定,说明了大尺度脉动的层次相似性要小于小尺度的层次相似性;对于最奇异标度指数来说,随着尺度的增加和壁面距离的增加,间歇参数逐渐趋于稳定,最奇异标度指数也逐渐趋于稳定,尺度越大,最奇异标度指数越稳定。用小波分析的方法对流向脉动速度进行分析重构,得到了不同尺度下的速度等值线图,也验证了上述结论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张珂;李万平;;用PIV实验研究边界层内结构函数标度律[J];实验流体力学;2009年03期
2 郝芹;;关于边界层湍流能量耗散率的研究[J];河南科学;2011年01期
3 陈超;宫武旗;刘禛;刘丛丛;;湍流边界层流动结构研究用低Re数水洞试验台的设计及测试[J];工程热物理学报;2010年01期
4 张珂;李万平;;湍流能量耗散率标度律实验研究[J];实验力学;2010年05期
5 王光华,刘宝杰,刘涛,高歌;利用PIV技术对平板湍流边界层的实验研究[J];自然科学进展;1999年S1期
6 王光华,刘宝杰,刘涛,高歌;利用PIV技术对非光滑表面湍流边界层的实验研究[J];航空学报;1999年05期
7 张艳萍;郝芹;;壁湍流标度律的实验研究[J];河南水利与南水北调;2009年01期
8 张珂;李万平;;壁面湍流标度律的PIV实验研究[J];实验力学;2008年06期
9 张珂;李万平;;湍流边界层内标度律的研究[J];湘潭大学自然科学学报;2007年02期
10 宫武旗,李新宏,黄淑娟;沟槽壁面减阻机理实验研究[J];工程热物理学报;2002年05期
11 赵伟;李万平;;壁湍流相干结构尺度及边界层内的SL标度律[J];力学学报;2007年01期
12 周恒;平板湍流边界层底层的不稳定波[J];力学学报;1988年06期
13 孙鹤泉,康海贵,李广伟;基于图像互相关的PIV技术及其频域实现[J];中国海洋平台;2002年06期
14 刘超,温纳新;圆管中气固两相流的湍流边界层分析[J];大连海事大学学报;1996年02期
15 张军,赵峰,周连第,徐洁,洪方文;大攻角翼型绕流的流场测试及数值计算[J];中国造船;2000年02期
16 陆利蓬,李兆瑞;逆压梯度湍流边界层中的相干结构[J];北京航空航天大学学报;2002年04期
17 宫武旗,张义云,姜华,毛靖儒;PIV适用于两相流稀相微粒速度场测量的算法探讨[J];水动力学研究与进展A辑;2004年04期
18 蒋小勤,刘巨斌,魏中磊;电磁力对湍流边界层相干结构的影响[J];水动力学研究与进展A辑;2005年04期
19 夏振炎;田砚;姜楠;;湍流及其控制综合性、研究型、开放式教学实验[J];中国新技术新产品;2009年22期
20 张国富;绕侧滑翼三维可压缩湍流边界层计算[J];力学学报;1981年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜爱民;徐文耀;陈耿雄;;磁暴期间Pc5地磁脉动的小波分析[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年
2 田延安;王建文;杨莉;;小波技术与神经网络在齿轮诊断中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
3 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
4 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
5 王德育;张玉民;韩枫;杨志猛;;宿州市暴雨日的变化特征分析[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年
6 李玮;王汉杰;周红;;小波分析在气象图像压缩中的应用[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
7 侯宏花;陈树越;郭保全;;基于小波分析的SARS胸片图象增强[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
9 徐小顺;张瑞建;;基于动态信号处理的煤粉浓度在线监测系统[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
10 仲崇霞;杨廷高;;综合脉冲星时算法的小波分析与维纳滤波方法[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张珂;壁湍流标度律及SL标度律相关参数实验研究[D];华中科技大学;2009年
2 任宝生;碎屑岩储层建模方法研究[D];西南石油学院;2005年
3 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
4 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
5 张征平;异步电动机早期故障检测的小波分析方法研究[D];华南理工大学;2002年
6 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年
7 陈世国;数字核仪器系统中高斯成形滤波的设计与实现[D];四川大学;2005年
8 李登高;基于小波的多分辨率数字几何造型技术的研究[D];清华大学;2006年
9 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 何峰江;声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究[D];石油大学(北京);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵伟;平板湍流边界层中相干结构的尺度、统计量的SL标度律形式及其参数的实验研究[D];华中科技大学;2006年
2 于培宁;波形壁面湍流边界层复涡黏模型的PIV测量研究[D];天津大学;2012年
3 蔡晖;小波分析在变压器微机保护中的应用[D];河海大学;2002年
4 张民;小波分析在汽轮机叶片振动信号处理中的应用[D];华北电力大学;2002年
5 朱忠奎;小波分析在变速箱齿轮故障诊断中的应用研究[D];合肥工业大学;2002年
6 杨晓艺;小波分析与隐马尔可夫模型在图像处理中的应用[D];河南大学;2003年
7 张易凡;基于小波分析与无监督分类的多源遥感图象信息融合[D];西北工业大学;2004年
8 罗忠亮;小波分析在医学超声图像去噪和增强中的应用[D];广西师范大学;2004年
9 徐凌;基于小波分析的网络业务的研究[D];天津大学;2003年
10 姜会亮;基于整数小波变换的静态图像压缩技术的研究及实现[D];扬州大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平:我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年
2 阳雄;李建平:前沿课题敢“弄斧”[N];解放军报;2002年
3 记者 徐斌;重庆紧缺人才招聘会昨在香港举行[N];重庆日报;2005年
4 本报记者 李其碧;自我加压全力以赴拓市场[N];西南电力报;2009年
5 健康时报记者 王志胜;男人39岁开始易心梗[N];健康时报;2008年
6 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年
7 本报记者 陈飞;厂商细说“三无关”[N];中国电子报;2002年
8 赵梅 刘永毅;沈阳办向档案管理现代化迈进[N];中国审计报;2002年
9 本报记者 陈建强;学科建设:南开“211工程”的龙头[N];光明日报;2001年
10 本报记者 罗利;走大众化品牌的道路[N];计算机世界;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978