胡常莉
- 作品数：15 被引量：48H指数：5
- 供职机构：北京理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：水利工程理学建筑科学航空宇航科学技术更多>>
- 绕回转体空化流动特性与机理研究
- 绕回转体空化流动现象关系到水下兵器和航天工程等领域的工程问题，也是空化研究领域的经典问题之一，具有重要的理论意义和工程应用背景。水下高速航行体的头部表面通常会发生空化现象，产生噪音并影响航行体的受力特性及操纵稳定性。为了...
- 胡常莉
- 关键词：空化流动回转体湍流模型
- 文献传递
- 绕平头回转体的空化流场研究被引量：1
- 2010年
- 采用实验与数值模拟相结合的方法对绕平头回转体的空化流场进行了研究。数值模拟中,为了精确捕捉由于分离流动而产生的漩涡结构和空泡团的脱落现象,湍流模型采用了一种基于空间尺度修正的滤波器模型(FBM)。实验中,采用高速录像技术观察了在不同空化数下,绕回转体的空泡形态,并应用二维和三维粒子测速系统(DPIV)测量了相应工况下,空化流场的速度及涡量分布。研究结果表明:对于平头回转体,其肩部的高剪切流动区出现了不规则的漩涡分离结构,初生空泡首先在该分离区域内产生。随着空化数的降低,空化区域会有明显的增大,空泡呈椭球状,不规则的小尺度空泡团的脉动转变为周期型的大尺度空泡团的脱落现象。在不同的发展周期内,绕平头回转体的空化存在强烈的三维流动特性,回转体尾部的高压区域造成了反向射流的产生,反向射流以逆时针的螺旋状逐渐向回转体头部推进,致使空泡周向上的断裂,以及空泡脱落的起始位置有较大的区别。流场中的低速区域对应于空化核心区,其值远小于主流速度。高涡量主要亦集中在该区域内,空化区域内部汽液频繁的水汽交换是造成高涡量区域的主要原因。
- 黄彪王国玉胡常莉韩占忠
- 关键词：空化
- 绕水翼非定常空化流动的涡动力学分析被引量：6
- 2015年
- 文章采用数值方法对绕水翼的非定常空化流动进行了流动计算,并采用涡动力学方法对非定常空化流场特性进行了分析。计算中,采用基于当地涡旋修正的湍流模型封闭控制方程,通过实验对该计算结果进行验证;采用涡量法分析了空化的发生和发展对涡量输运过程的影响。结果表明:基于当地涡旋修正的湍流模型可以准确地模拟水翼周围非定常空化流场结构;水翼空化流场具有强烈的非定常特性,空化的发展和流场中的涡结构有着紧密的联系;反向射流的作用会导致附着空穴尾缘附近速度梯度的非定常变化,是导致涡量产生和消失的重要因素;空化区域内部水气两相的质量交换会导致流场内体积变化率的变化,使得空化区域内部流体的非正压性显著增强,上述两者导致空化区域内部的涡量分布呈现强烈的非定常特性;空化现象引起的水气两相之间的相互转换以及对湍流的作用都是影响涡结构空间分布的重要因素。
- 赵宇王国玉黄彪胡常莉陈广豪吴钦
- 关键词：空化湍流模型非定常
- 绕不同头型回转体初生空化的实验研究被引量：4
- 2013年
- 为了研究绕不同头型回转体初生空穴的形成、发展过程和流场特性,采用流动显示技术分别观察了绕平头和锥头回转体初生空化的形态,并应用粒子图像测速系统(PIV)测量了相应工况下的速度分布。结果表明,绕回转体的头型对初生空化数和空穴形态有重大影响。实验中平头回转体的初生空化数为1.2,而45°锥角头型的初生空化数则为0.9。绕回转体的初生空穴形成于回转体肩部稍靠后的位置且没有附着在其表面,呈游离型发夹状,同时绕平头回转体的初生空穴的尺度较大,其初生位置距离肩部及回转体的壁面均较远。流场测试结果表明,空化初生和绕回转体头部流场的旋涡强度有关。与锥头回转体相比,同一雷诺数条件下,绕平头回转体的分离涡尺度较大、边界层离壁面较远、高涡量区域较大且离壁面较远,这是造成两种头型具有不同初生空化特性的主要原因。
- 胡常莉王国玉陈广豪
- 关键词：初生空化回转体PIV涡量
- 头型对回转体非定常空化流动特性影响的实验研究
- 2014年
- 为了研究绕不同头型回转体的空穴发展特性,采用高速录像技术分别观察了绕平头和半锥角为45°的锥头回转体在不同空化数下的形态特征,应用粒子测速系统(PIV)测量了其速度、涡量及湍流脉动等分布情况。研究表明,相比于锥头回转体,同一空化数条件下,平头回转体的空穴最大尺度较大,且其随空化数的变化率亦较大;平头回转体空穴在发展的过程中表现为大尺度空泡团的融合、脱落及溃灭,表现较大的脉动,锥头回转体则为小尺度空穴的溃灭及再融合进而溃灭,空穴的脉动较小;空穴区域对应于低速高脉动区域;随着空化数的减小,速度分布趋于均匀,空穴内部流动脉动增强,高湍动能区域逐渐增大。
- 胡常莉王国玉
- 关键词：空化回转体速度场头型
- 绕平头回转体初生空化形态及流场特性研究
- 综合实验技术及数值计算研究了绕平头回转体的初生空化流动形态及流场结构特性。采用高速录像系统观察了绕平头回转体初生空穴形态的演变历程,并应用粒子测速系统(PIV)测量了初生空化条件下流场的速度分布、涡量分布等;数值计算采用...
- 胡常莉王国玉黄彪
- 关键词：初生空化
- 文献传递
- 修正的PANS模型在云状空化流动计算中的应用评价被引量：2
- 2014年
- 将考虑空化流动密度变化的密度函数引入PANS模型,基于实验结果评价了这种修正的PANS模型在云状空化流动计算中的应用.分别采用不同的模型控制参数f_k值,计算了绕Clark-Y型水翼云状空化流动,获得了空穴形态的发展历程、升力系数曲线波动情况,并与实验结果进行了对比.结果表明,修正PANS模型继承了标准PANS模型的特点,即随着f_k值的减小,可以获得流场中越来越丰富的多相湍流流动细节,很好地预测绕翼型云状空化流动的非定常特性;修正PANS模型考虑了空化区域气液混合介质对湍流黏性的影响,可以更全面地描述反向射流作用下空穴的断裂及多尺度空泡团的脱落细节,所得翼型升力系数曲线的波动情况更接近于实验值.
- 胡常莉王国玉黄彪王志英
- 关键词：云状空化湍流
- 绕回转体初生空化流场特性的实验及数值研究被引量：9
- 2012年
- 该文采用实验与数值模型相结合的方法对绕回转体的初生空化流场进行了分析,研究了头型对初生空化流场特性的影响,数值模型中,为了精确捕捉由于分离流动而产生的漩涡结构,湍流模型采用了一种基于空间尺度修正的滤波器模型(FBM),实验中,采用高速录像技术观察了初生空化形态,并应用粒子测速系统(PIV)测量了相应工况下,初生空化流场的速度及涡量分布,研究结果表明:头型对绕回转体的初生空化流场具有显著的影响,不同回转体的初生空化数随着肩部曲率突变增大而逐渐增大,在初生空化工况下,平头和锥头回转体肩部的高剪切流动区出现了不规则的漩涡分离结构,初生空化首先在该分离区域内产生,而不是发生在回转体的物面上或在物体邻近处,此时,初生空化流场体现出明显的漩涡脉动特性,流场中的低速高脉动区域对应于空化核心区,涡量主要亦集中在该漩涡分离区域内,对于圆头回转体,其初生空化流场比较稳定,"指状"的片状空泡附着在回转体表面上。
- 黄彪王国玉胡常莉高德明
- 关键词：初生空化回转体
- 非定常空化流动涡旋运动及其流体动力特性被引量：17
- 2014年
- 采用大涡模拟方法对绕水翼云状空化的水动力特性和非定常流场结构进行研究.基于实验结果对数值方法进行验证,分析空化与流场内部涡旋结构之间的相互作用以及对水翼动力特性的影响.研究结果表明:大涡模拟方法可以准确模拟绕水翼流动的非定常过程.在无空化条件下,升阻力系数存在斯特劳哈数St=0.85的主频波动,这是由水翼尾部涡旋结构的发展脱落引起的;在云状空化条件下,升阻力系数存在St=0.34的高能量密度低频波动,这是由大规模云状空泡团的发展和脱落引起的;云状空化阶段的升阻力系数在St=0.5～1.5的范围内都存在较高的波动,这是由于空化现象对水翼尾缘涡旋结构的发展和脱落产生影响,在不同发展阶段,空化现象不同程度地降低尾缘涡旋结构脱落频率.
- 赵宇王国玉黄彪胡常莉陈广豪吴钦
- 关键词：空化动力特性大涡模拟
- 绕平头回转体空穴的发展及脱落特性研究被引量：2
- 2014年
- 综合数值计算及实验技术研究了绕平头回转体的空穴发展及脱落特性。采用流动显示技术观察了绕平头回转体的空穴在不同空化数下的发展及脱落历程,并利用局部时均化湍流模型(PANS)进行了数值计算。研究结果表明:绕平头回转体空穴的发展过程和空泡的脱落细节均随空化数的不同而呈现出明显的差异;空化数较大时,空穴发展及脱落没有准周期性,空化数越小,空穴的发展周期越长,脱落空泡的尺度越小;绕平头回转体的空泡准周期性脱落过程主要包括空穴断裂与空泡脱落两个过程;空穴断裂的位置大约位于距回转体肩部0.3D(D为回转体直径)处,由于反向射流的作用使空穴的断裂呈U型涡状;在一定的空化条件下,绕平头回转体的空化由于断裂和融合两个过程的存在,将使空穴在发展过程中呈现更加稳定性的特征。
- 胡常莉王国玉陈广豪王复峰赵静
- 关键词：流体力学
