陈广豪
- 作品数：14 被引量：48H指数：5
- 供职机构：北京理工大学机械与车辆学院更多>>
- 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：水利工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 非定常空化诱导压力脉动特性实验研究
- 本研究基于北京理工大学空化水洞收缩-扩张流道,采用高速摄像与压力信号同步测量技术,研究了不同空化条件下的壁面压力脉动特性。基于频谱特性,将空化压力脉动分为基础流动噪音、低频压力脉动和空泡脉冲三种分量,分析了不同压力脉动分...
- 张后胜黄彪陈广豪吴钦
- 关键词：空化流动压力脉动
- 文献传递
- 绕轴对称体三维非定常空化流动的数值与实验研究被引量：2
- 2010年
- 采用数值和实验相结合的方法研究了绕轴对称体三维非定常空化流动现象。实验中,采用高速摄像的技术和动态测力系统对绕半球型和平头型轴对称体的非定常空化流场及其动力特性进行了分析,观察了在不同空化数下,绕半球型和平头型轴对称体的空泡形态;测量了轴对称体受到的阻力,并对阻力信号进行了时频分析,得到了在非定常空化阶段,轴对称体动力特征频率。基于实验现象,发展了一种基于密度修正的分域空化流动的计算方法,并与实验结果进行了对比,结果表明:该方法可以较好的模拟绕轴对称体三维非定常空化流动现象。绕不同头型轴对称体的空化流场结构均存在明显的三维非定常流动特性,并且,空化流场形态与动力特征频率存在高度的相关性,不同头型轴对称体的非定常空化流场结构存在较大的差异,半球型轴对称体空泡流动的脉动主要是空泡尾部的高频小脱落引起的,而平头型轴对称体的空泡流脉动成分主要是大尺度的漩涡空泡团的周期性脱落。
- 黄彪王国玉袁海涛陈广豪
- 关键词：空化轴对称体
- 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
- 云状空化的非定常流体动力特性被引量：3
- 2016年
- 基于高速全流场显示和动态压力测量技术,实现了非定常空化空穴形态和壁面压力的同步测量。采用该方法,同步观察和测量了收缩—扩张流道内云状空化形态的准周期性变化及其对应的壁面压力波动特性,分析了压力信号频谱,讨论了非定常空穴形态变化和壁面压力波动的关系。结果表明:扩张段内云状空穴的发展过程呈现出附着型空穴生长,附着型空穴断裂、脱落以及脱落型空穴聚合、生长、溃灭的准周期过程。壁面压力波动的主导频率约为21 Hz,对应附着型空穴的准周期生长、断裂和大尺度脱落型空穴生长、溃灭;次级频率约为42Hz,对应小尺度脱落型空穴非定常变化。同时发现空穴变化和压力波动存在如下关系:在附着型空穴的生长阶段,其空穴前部稳定附着区域的压力波动较小,其尾部非稳定区域的压力波动较大;当附着型空穴发展至最大长度时,其尾部空泡的非定常波动会使得相应区域压力波动更加剧烈。伴随着反向射流的发展,附着型空穴断裂、脱落产生许多小尺度脱落型空穴,其生长、溃灭等非定常变化会使得相应区域的压力波动变得复杂。小尺度脱落型空穴逐渐聚合、生长形成单一的大尺度脱落型空穴,伴随着其不断的向下游移动,相关区域被其覆盖时压力波动减小,脱离其覆盖或者经历其溃灭过程时压力波动显著增大。
- 陈广豪王国玉黄彪
- 关键词：云状空化流体动力同步测量
- 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
- 绕平头回转体初生空化的实验与数值研究
- 2014年
- 综合应用实验与数值方法研究了绕平头回转体的初生空化。采用流动显示技术观察了绕平头回转体初生空穴的发展历程;数值计算采用一种RANS/LES的混合局部时均化湍流模型(PANS)。研究结果表明:初生空穴均发生在绕平头回转体的肩部分离旋涡区域,其形态呈和三维旋涡结构相关的纺锤状;伴随流场中旋涡运动,空穴自身也作着旋转运动且旋转轴即为纺锤状的长轴;绕平头回转体的初生空穴向下游运动的速度远小于主流速度。实验及数值结果均表明,从空化初生到溃灭的过程中,游离空穴随着主流向下游运动,在该研究中运动速度仅约为主流速度的10%-40%。
- 胡常莉王国玉陈广豪王复峰
- 关键词：初生空化
- 基于循环水洞的非定常空化流动多场同步测量系统
- 本发明涉及一种基于循环水洞的非定常空化流动多场同步测量系统，属于船舶与水下航行器工程、水利水电工程技术领域。连接关系：激光发生器发出激光通过激光导臂照射到实验模型上；激光导臂依次与激光发生器、电脑主机箱连接；高速相机采集...
- 王国玉陈广豪张敏娣黄彪高远刘涛涛
- 文献传递
- 绕水翼非定常空化流动的涡动力学分析被引量：7
- 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
- PANS模型在空化湍流数值计算中的应用被引量：7
- 2011年
- 采用一种基于标准k-ε模型改进的局部时均化模型(Partially-Averaged Navier-Stokes Model,PANS),并应用于空化流动计算。控制不同的模型参数,分别对绕平头轴对称回转体和Clark-Y型水翼的空化流动进行模拟,并与实验结果进行对比。结果表明:PANS模型中未分解湍动能比率fk的取值对预测空化流动的数值计算精度有重要影响,改变fk的取值可实现对不同滤波尺度范围内的求解;随着fk值的减小PANS的预测精度逐步提高,能在相对较大范围内求解较小尺度的湍流运动过程中,预测到湍流运动中强烈的非定常特性;同时可以比较准确地预测空化流场结构和动力特性。
- 黄彪王国玉权晓波陈广豪
- 关键词：空化流动湍流
