田海平
- 作品数：6 被引量：31H指数：3
- 供职机构：天津大学机械工程学院力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学自动化与计算机技术航空宇航科学技术一般工业技术更多>>
- 基于欧拉方法的减阻沟槽壁面湍流涡结构的辨识
- 基于欧拉方法,使用准则和准则,旨在对减阻沟槽壁面湍流涡结构进行辨识,分析减阻沟槽壁面边界层内瞬时涡结构的分布及演化规律;并采用线性随机估计方法进一步讨论涡包结构的时空统计特征,进而从沟槽对壁面涡结构影响的角度分析其减阻的...
- 李山杨绍琼田海平王清毅姜楠
- 超疏水壁面湍流边界层减阻机理的TRPIV实验被引量：7
- 2016年
- 利用高时间分辨率粒子图像测速(TRPIV)技术,开展超疏水壁面材料湍流边界层减阻机理的实验研究.在循环水槽中,对超疏水壁面和亲水壁面湍流边界层瞬时速度矢量场的时间序列进行了实验测量.得到了同一来流速度(0.17m/s)下超疏水壁面和亲水壁面湍流边界层的平均速度、湍流度及雷诺切应力沿法向的分布规律.提出了空间多尺度局部平均涡量的概念,并以此为特征量检测壁湍流发卡涡展向涡头的中心位置.用条件采样及空间相位平均技术提取了不同法向位置发卡涡展向涡头周围流向脉动速度和流线的空间拓扑,对发卡涡展向涡头的俯仰角进行了对比,并从鞍点-焦点动力系统的角度分析了发卡涡展向涡头附近的流线拓扑特征.研究表明:雷诺数约为13 500时,相比亲水壁面,超疏水壁面实现了10.1%的减阻.超疏水壁面平均速度明显增大,雷诺切应力减小,流向湍流度减弱,发卡涡展向涡头俯仰角较小,近壁区相干结构的发展受到抑制.
- 王二丹田海平张静娴姚朝辉姜楠
- 关键词：湍流减阻湍流边界层
- 投弃式海流剖面仪探头流场TRPIV测量
- 2012年
- 投弃式海流剖面仪(eXpendable Current Profiler,XCP)探头是最新型的投弃式海洋环境剖面测量探头,在海洋调查、科学研究以及军事上有着重要应用。XCP探头在海水中的姿态直接影响海流测量精度,因此试验研究探头水下姿态对投弃式海流测量技术发展有重要意义。本文通过搭建试验装置,应用高时间分辨率PIV(Time Resolution Particle Image Velocimetry,TRPIV)技术在室内低速循环水槽测量了XCP探头水平截面的二维瞬时流场和平均流场。分析了不同旋转速度比及雷诺数对流场的影响,进而根据马格努斯效应分析了XCP探头受到的侧向力。试验结果表明,探头受到的侧向力与旋转速度呈正比关系,并且随雷诺数的增加探头受到的侧向力也增加了。据分析结果可知,实际工作中探头穿越不同的海流层下落时受到变化的侧向力作用,并导致其在海水中以倾斜状态下落。试验结果可为XCP探头在下落过程中倾斜情况的估计提供参考和依据。
- 陈文义张曼曼刘宁田海平
- 关键词：PIV流场马格努斯效应
- 逆向涡对超疏水壁面减阻影响的TRPIV实验研究被引量：12
- 2016年
- 超疏水壁面由于具有减阻和自清洁功能而成为国内外减阻和海洋防污等研究领域的热点之一,而20世纪湍流中相干结构的发现为湍流的控制指出新的方向,尤其近壁区涡结构对摩擦阻力贡献很大.利用高时间分辨率粒子图像测速技术,研究了超疏水壁面(SH)以及亲水壁面(PH)湍流边界层中正负展向涡的空间分布特征,研究逆向涡对超疏水壁面近壁区流动结构的影响和超疏水壁面的减阻机理.首先利用空间多尺度局部平均涡量的概念提取壁湍流发卡涡展向涡头(顺向涡)和逆向涡,实现了准确识别涡心并排除小尺度涡的干扰;然后根据检测到的顺向涡和逆向涡流线分布图,发现逆向涡始终处于正向涡的上游和下方,并且对正向涡的进一步发展起抑制作用;最后对两种壁面边界层中逆向涡数量以及出现概率进行对比,发现具有减阻效果的超疏水壁面边界层中出现更多逆向涡.说明逆向涡可抑制上方顺向涡与壁面的强烈剪切,并使靠近壁面的流体加速,从而产生减阻效果;超疏水壁面中涡结构具有更大的β角,使其更好地阻碍了发卡涡头附近强烈的喷射和扫略;超疏水壁面逆向涡出现概率明显大于亲水壁面.这些结果表明:超疏水壁面表现出的减阻特性(Reδ≈13 500,减阻5.8%)与两板产生逆向涡的差异有关.
- 苏健田海平姜楠
- 关键词：减阻机理
- 壁湍流相干结构局部动力学模型的实验研究
- 利用层析图像粒子测速技术(Tomographic-PIV)测量平板湍流边界层,得到了三维三分量的速度矢量场数据库。根据流向上流体单元拉伸和压缩的基本物理特征,采用局部平均结构函数法检测扫掠事件的猝发中心。然后对符合条件的...
- 田海平杨绍琼李山王清毅姜楠
- 关键词：壁湍流动力学模型相干结构拓扑
- 文献传递
- 湍流流动中鲨鱼皮表面流体减阻研究进展被引量：13
- 2012年
- 快速游动的鲨鱼,其皮肤表面沿流动方向有序地排列着沟槽状结构,人们认为这种结构能在湍流流动中减小表面摩擦阻力.人们仿真这种生物结构来进行实验研究和应用,通过复制和改善鲨鱼皮肤表面沟槽状结构,使得摩擦阻力最大减小了近10%.在实验和模拟仿真中,人们不断讨论和研究湍流流动阻力的形成机制和沟槽减阻的理论特性.本文综述了沟槽减阻理论特性的一些研究方法,并且归纳定义了沟槽减阻最优几何形状及其尺寸;详细考虑流体流动的特点,给出了一种用来选择最优沟槽形状及其尺寸的方法;综述了目前的沟槽加工制造技术.由于鲨鱼皮肤表面存在少量黏液,从仿生学的角度,文章最后综述并展望了通过局部应用疏水性材料来改变沟槽附近流场属性,从而达到更大程度上减小阻力的目标.
- Brian DeanBharat Bhushan杨绍琼李山田海平李一凡(译)姜楠
- 关键词：减阻沟槽仿生学湍流流动疏水性
