旋涡脱落

摘要： 近年来,海底管道对于近海油气工业中碳氢化合物的运输十分重要,预测海底管道周围水动力特征对于研究管道损坏机理具有重要意义。基于Spalart-Allmaras改进延迟分离涡模拟(improved detached eddy simulation,简称IDDES)湍流模型,利用开源OpenFOAM求解器计算单管冲刷过程中4个特征阶段管道周围水动力特征。在数值模拟中先计算了无圆管时均匀来流充分发展后的流场,依据该流场中进口流速分布设定有管道时的边界层及进口边界条件。通过将最终模拟结果与前人试验数据及数值模拟结果进行对比,表明了该模型计算结果相对于k-ε模型及LES模型更加贴合试验结果,验证了定义边界层方法的可靠性及IDDES模型在预测管道周围流场的适用性。模型计算结果显示,随着冲刷坑深度的逐渐增加,管道下游回流区会经历一个大幅缩减又逐渐扩大的过程,且逐渐关于圆管中心所在水平线对称;通过对不同冲刷阶段尾涡形态的分析表明,冲刷前期并没有涡脱产生,中期已经有产生涡脱的趋势,后期出现了明显的且较为稳定的涡脱。

摘要： 利用DDES延迟分离涡模拟研究了半球状的涡流发生器尾迹区域的流动特性,包括了速度场以及涡量场,研究发现尾迹区域的速度场,涡量场呈现出不同的发展趋势,速度场在初始角度尾流开始分离,随着角度的增加,由流动分离再趋向于整体,尾迹区域的宽度与长度的变化经历了加速下降区,相对缓慢加速区,以及平缓过渡区三区域,涡量场整体趋向于分离状态,随着角度增加脱落的漩涡越来越大,涡量保持区的长度变长。涡量场与速度场在总体上呈现出不同的流体动力特征。

摘要： 在一定来流条件下,张力腿平台(tension leg platform,简称TLP)的立柱后缘出现周期性的交替旋涡脱落,致使立柱受到垂直于来流方向的升力和平行于来流方向的阻力作用,导致TLP产生大幅度往复运动,显著增加平台结构和系泊系统的负载。目前,关于单柱、多柱结构绕流问题的研究较多,但对于TLP绕流特性的研究较少,机理尚存不明确的地方。为研究TLP的绕流力变化情况和流场特征,开展了数值模拟分析。利用计算流体动力学数值模拟软件,基于雷诺平均(RANS)法和分离涡模拟(DES)法对TLP绕流场进行仿真分析,揭示了TLP的绕流特性。结果表明,在3种来流角度和多个折合速度V_(r)下,TLP绕流的流体力系数存在明显差异,升力系数时域曲线呈现脉动性。TLP的上、下游立柱间存在明显的相互作用,影响了旋涡的形成与发展。TLP的旋涡脱落大多集中在平台固有频率附近,且在V_(r)=7,来流角度为0°时,升力系数频谱峰值最大,旋涡脱落集中。

摘要： 现有针对覆冰输电导线风致振动的模拟研究大多是将导线简化为理想光圆截面考虑其气动力特性的,对于实际导线绞突的截面特点考虑不足。采用Fluent软件研究覆冰光圆与非光圆绞突截面导线的气动力特性,分析二者气动力系数在不同风速、覆冰厚度、覆冰形状和导线直径时的特点和差异。结果表明:两种截面覆冰导线气动力系数差异较大,其中,阻力系数和扭转系数最大相对偏差可达100%,升力系数最大相对偏差可达-175%。采用非光圆绞突截面导线会增加周期内涡脱落的数量,使其波动更加剧烈。覆冰为新月形时,采用光圆截面导线会低估导线顺风向位移,高估横风向位移;覆冰为D形时,采用光圆截面导线比非光圆绞突截面导线下波动较为平缓且更有规律,会高估顺风向位移,低估横风向位移。鉴于两种截面覆冰导线在气动力、涡脱图和位移响应均存在较大差异,覆冰输电线系统精细化抗风设计时应考虑导线截面绞突特性对其气动力的影响。

摘要： 针对智慧公路设备横梁大幅振动问题,通过分析等截面直梁受迫振动特性,结合风在横梁处绕流时旋涡脱落频率进行计算,证明横梁振动为风作用下的驻波,对应于横梁的一阶振型.振动频率与旋涡脱落频率相同,振幅与结构固有频率、激励频率和阻尼具有相关关系,固有频率与横梁直径成正比,与跨径平方成反比,随横梁质量增加而减小.当激励频率与固有频率接近时,横梁将发生大幅共振.通过提高结构刚度、增加阻尼或改善断面气动外形可抑制风振.

摘要： 为探究脉动流对流体绕流结构物产生的影响,采用数值方法研究了脉动流条件下圆柱绕流场特性,对涡量分布、升阻力系数、升力系数频谱特性等进行分析.结果表明:脉动流作用会使圆柱尾涡剪切层变薄,提高脉动频率使尾涡长度变短、脱离加快,提高无量纲脉动振幅使主导涡的脱落速度降低,使旋涡生成区域更靠近圆柱表面;脉动频率与无量纲脉动振幅的增大使升力系数、阻力系数的振幅均增大,而且与升力系数相比,阻力系数的振幅更大,变化更快;升力系数频谱图存在多个主频,包括旋涡脱落频率和相位叠加频率,其中旋涡脱落频率的振幅随着脉动频率的增加而减小,随着无量纲脉动振幅的增加而增加.在流场中加入脉动流,可以增强流体振动促进流动混合.

摘要： 目的:研究旋涡脱落模式及其抑制方案对各种工程建设的意义.方法:通过改变横向振荡柱体的振幅和振频找到尾流的P+S旋涡脱落模式(在一个振荡周期内,柱体一侧脱落一对旋涡,另一侧脱落一个单涡),并将两个宽度为b/D=0.32的窄条控制件对称地放置于柱体尾流中,观察其对柱体旋涡脱落的改变情况.采用RNG k-ε湍流模型进行数值模拟,并用流动显示和热线测量进行验证.结果:在振幅比A/D=1.5,无量纲振荡频率feD/V∞=0.2,雷诺数Re=1 200条件下,找到了P+S模式旋涡脱落,并发现窄条可将旋涡改变为2P或其他模式.结论:当窄条位于一定区域内时,可抑制漩涡脱落.

摘要： 多钝体流致振动是涉及流体工程安全性的重要问题, 为了探究多钝体流致振动的相互影响, 针对不同间隙距离串列弹性支撑双方柱流致振动进行研究, 方柱间距变化范围为2-6倍方柱边长D, 分析折减速度在4.04-13.46时双方柱振幅及频率响应特性, 并与串列被动控制双圆柱流致振动和相关方柱实验进行比较.研究结果表明, 当方柱间距大于4 D时, 上游方柱振动响应与单方柱实验结果相似, 受下游方柱的影响较弱;双方柱流致振动在间距为4 D时得到加强, 上下游方柱达到最大振幅, 分别为1.06 D和1.10 D;当间距小于4 D时, 双方柱流致振动减弱, 与单方柱实验结果相比振幅减小;间距对双方柱的振动频率没有表现出明显影响.在折减速度为8.00时, 随间距增大, 上游方柱能在双方柱间隙内形成完整脱体旋涡, 下游方柱的尾涡模态经历了2S (双单涡模态) 、P+2S (涡对+双单涡组合模态) 、2S的转变过程.%The Flow-induced Motion (FIM) of multi-bluff bodies is an important issue involved in fluid engineering safety.With the rapid development of fluid engineering in recent years, the FIM of multi-bluff bodies attracts a lot of attention, and there are still many problems need to be further studied.In order to release the interaction between the FIMs of the multi-bluff bodies, numerical studies of two elastic supported square cylinders in tandem with different gap spaces are conducted at reduced velocity range from 4.04 to 13.46 in this paper.The gap spaces change from 2 Dto 6 D, where Dis the side length of the square cylinder.The amplitude and frequency responses of the FIM for two square cylinders are analyzed, and compared with the results of two Passive-Turbulence-Controlled circular cylinders and the relevant experimental tests of square cylinder.The results show that the downstream square cylinder has a weak influence on the upstream one, and the amplitude response of the upstream square cylinder is similar to the experimental result of a single square cylinder when spacing is greater than 4 D.The oscillations of two square cylinders are enhanced when gap space is 4 D, and the maximum amplitudes reach 1.06 Dand 1.10 Dfor the upstream cylinder and the downstream cylinder, respectively.When spacing is smaller than 4 D, the FIM of two square cylinders is weakened and their amplitudes are lower than the experimental results.Otherwise, the spacing has no significant effect on the frequency of two square cylinders.Under the same conditions, the amplitudes of two square cylinders are lower than that of two circular cylinders.Besides, when the reduce velocity is 8.00, as the spacing increases, no vortex formed behind the upstream square cylinder turns into a complete vortex shedding behind the upstream square cylinder between two square cylinders, and the vortex mode of the downstream square cylinder changes from 2 S (two single vortices) to P+2 S (apair and two single vortices) and then to 2 S.At the same time, the interaction between the two square cylinders experiences a change from strong inhibition to strong promotion and then to almost no interaction.

摘要： 本研究对水平液体绕流热圆柱体的旋涡脱落特性进行了研究。在水平来流为5.5m3/h、雷诺数为1.89×104，对不同加热工况下，热对旋涡脱落频率、强度的影响进行了试验分析。试验表明，柱体加热后，采集到的旋涡脱落信号，经傅里叶变换后的峰值总体呈下降趋势;相比未加热工况，峰值下降最大幅度可达17%;这表明，加热在一定程度上抑制了旋涡脱落，使旋涡脱落的不稳定性增大。这种现象会使工业设备发生共振的可能性增加，同时也对换热有一定影响。

摘要： 本文采用了有限容积法，数值模拟了二维圆柱、方柱绕流的流动分离、旋涡生成、发展和脱落的瞬态过程。通过模拟发现：圆柱绕流和方柱绕流的流体流动特征存在很多共同点和不同点。两者最大共同点是都存在旋涡周期性脱落，但是方柱绕流的旋涡脱落频率比圆柱绕流的要小；最大的不同点是流体绕流分离点的不同，圆柱绕流没有其固定分离点而方柱绕流固定分离点在其前后锐边上。本文数值结果与文献结果吻合较好。

摘要： 本文采用有限容积法，综合考虑了由剪切引起的紊流和由气泡引起的紊流关系式，基于RNGk-ε紊流模型，对不同含气率不同雷诺数下矩形柱体(包括方柱)绕流旋涡脱落特性进行了数值模拟。通过计算发现：绕矩形柱体流体流动特性与矩形截面的边长比( A/D)关系密切；气液两相流矩形柱体绕流旋涡脱落频率随来流含气率增大而减小；脉动升阻力系数先随来流含气率增大而减小，达到最小值后再随含气率增大而快速增大。本文计算结果与文献结果吻合较好。

摘要： 流场中旋涡的结构对于燃烧的过程有重要影响.旋涡往往控制着流场中燃料和氧化剂的掺混过程,在加力燃烧室中,火焰结构随着旋涡的变化而变化.本文通过数值模拟的方法研究了单个径向稳定器和径向稳定器与周向稳定器结合两种稳定器的涡脱落情况和燃烧情况.两者均能实现点火和持续燃烧,但是周向稳定器的存在改善了油气混合情况,生成的回流区范围更大,在气流速度较大时更容易实现火焰的稳定持续燃烧,并且传焰速度加快,能够实现快速点火.

摘要： 针对串列双圆柱的静止绕流现象，利用CFX软件建立了二维流场模型，采用有限体积法对其进行了数值模拟计算。首先计算了雷诺数Re=200，不同间距时上下游圆柱的斯托罗哈数，并与参考文献的计算结果进行了对比，证明了本义计算的可靠性。然后分析了不同间距时上下游圆柱的升力系数和阻力系数的变化特点，得出了Re=200时双圆柱绕流的临界间距在3.375D～3.5D之间。最后通过对不同间距下流场变化的研究得出：上下游圆柱的间距小于临界间距时，上游圆柱不存在旋涡脱落;超过临界间距时，上游圆柱出现旋涡脱落;下游圆柱始终存在旋涡脱落现象。研究成果能够为计算流体力学和空气动力学技术的发展提供理论基础。

摘要： 板状燃料组件由于其功率密度高在先进实验堆及军用堆中得到重要应用,该组件的流致振动现象涉及流体流动和平行板群振动之间的强耦合。燃料组件流固耦合特性的研究对保证反应堆的安全具有重大意义。本研究基于Navier-Stokes 方程,采用ALE-BFC 方法开发出了一套能细致模拟平行板状组件旋涡脱落特性及流固耦合特性的程序。利用所开发的程序,将平行板状燃料组件简化为刚性矩形通道内两侧固支的单板或平行双板结构,进行板状燃料组件的旋涡脱落特性研究,得到了单板长度、流道宽度、来流速度等对单板旋涡脱落特性的影响,并研究了不同间节距条件下双板旋涡脱落特性;将平行板状燃料组件简化为两端固支的柔性矩形长板,进行长板的流致振动研究,得出了长板振动位移及振动频率与来流速度、板材弹性模量E等的关系。

摘要： 堆内构件下部防断支承组件是反应堆堆内构件中堆芯下部支承结构的一个重要组成部分，它位于堆芯吊篮组件的下面，并处于堆内流场中复杂的流体交混区，为保持防断组件的结构完整性，必须对其进行流致振动分析。本文以某300MWe反应堆堆内构件防断组件为研究对象，研究了随机湍动力、拟静态湍动力、旋涡脱落、吊篮运动等流体激励机理对防断组件流致振动的影响。用SRSS法对各激励机理作用下防断组件的各阶动态反应进行组合后，计算了由于流致振动引起的结构动态载荷，为防断组件的应力分析与评定提供了依据。

摘要： 方柱绕流是典型的钝体绕流问题,蕴含了丰富的流体力学现象,但对它的准确预测也面临着很大挑战.采用自主发展的高效高精度大涡模拟算法,对来流马赫数Ma=0.3、雷诺数ReD=22000的绕孤立方柱流动进行了大涡模拟,亚格子模型使用动力涡粘模型.对计算结果的分析表明,大涡模拟所得的平均流场及雷诺应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果的可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了分析,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成卡门涡街的全过程,为更为细致的流动机理研究奠定了基础.

摘要： 方柱绕流是典型的钝体绕流问题,蕴含了丰富的流体力学现象,但对它的准确预测也面临着很大挑战.采用自主发展的高效高精度大涡模拟算法,对来流马赫数Ma=0.3、雷诺数ReD=22000的绕孤立方柱流动进行了大涡模拟,亚格子模型使用动力涡粘模型.对计算结果的分析表明,大涡模拟所得的平均流场及雷诺应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果的可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了分析,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成卡门涡街的全过程,为更为细致的流动机理研究奠定了基础.

摘要： 方柱绕流是典型的钝体绕流问题,蕴含了丰富的流体力学现象,但对它的准确预测也面临着很大挑战.采用自主发展的高效高精度大涡模拟算法,对来流马赫数Ma=0.3、雷诺数ReD=22000的绕孤立方柱流动进行了大涡模拟,亚格子模型使用动力涡粘模型.对计算结果的分析表明,大涡模拟所得的平均流场及雷诺应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果的可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了分析,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成卡门涡街的全过程,为更为细致的流动机理研究奠定了基础.

摘要： 一种旋涡产生器、旋涡产生系统及旋涡对流增氧方法，它涉及增氧设备技术领域。其中旋涡产生器包括：用于为底层水与上层水的对流提供动力的防水电机；设置于所述防水电机上并与所述防水电机的动力输出轴固定装配的、可随所述防水电机的动力输出轴同步转动以抽取水的混流叶轮；设置于所述混流叶轮远离所述防水电机一侧的、用于供水差速流入所述混流叶轮以形成旋涡的旋涡产生件；以及，设置于所述防水电机上的、用于保护所述混流叶轮并将所述旋涡产生件流入的水从不同方向导出所述旋涡产生件的导流保护罩。采用上述技术方案能够在水中产生旋涡，从而带动底层水与上层水对流，消除水温差，改善水质，具有增氧效率高、增氧效果好、节省电能的优势。

摘要： 本发明公开了一种旋涡柱喷嘴，所述旋涡柱喷嘴包括：喷嘴主体；加料管，所述加料管穿过所述气室并延伸至所述喷口部，用于供给精矿；设置在所述喷嘴主体上的供氧部；其中所述喷口部内形成有旋涡导向部，用于使氧气和精矿的混合物以旋涡柱的形式向下运动。此外，本发明公开了一种旋涡柱熔炼设备及方法。由于气流呈旋涡状的轨迹向下运动，化学反应行程及时间得到显著延长，允许降低必要的反应塔高度，减少散热损失和工厂投资，同时显著减轻颗粒对砌体的冲刷，减少了维护费用。进一步地，根据本发明的旋涡柱熔炼整个工艺流程短、操作连续，且整个生产过程全密闭、减少了热量的损失，此外，本发明的旋涡柱熔炼方法安全性良好且不会对环境造成污染。

摘要： 本发明公开了一种改善动静部件间隙密封效果的旋涡泵叶轮结构，在旋涡泵叶轮两侧壁面分别加工出多个径向离心叶片，形成泵送效应，在泄露量较小时改善动静部件间隙密封效果显著，本发明进一步公开了由多个径向离心叶片和环形密封槽交错形成的网型结构，利用泵送效应和节流效的共同作用，形成了适用于旋涡泵全工况范围的旋涡泵叶轮，尤其能够改善泄露量较大时动静部件间隙密封效果，减少间隙泄露，提高容积效率。本发明还公开了一种包含上述旋涡泵叶轮结构的旋涡泵。

摘要： 本实用新型公开了一种多功能的旋进旋涡流量计直板式旋涡发生器，包括发生器本体，所述发生器本体上设有缓冲结构；所述缓冲结构包括：缓冲套筒、若干个支杆、安装环、分散部、第一缓冲部以及第二缓冲部；所述缓冲套筒安装于发生器本体进口上，本实用新型涉及旋涡发生器技术领域,液体或气体从缓冲套筒一端进入，由于缓冲套筒的直径尺寸由小变大，液体或气体的冲击力因此变小，再经过分散部、第一缓冲部以及第二缓冲部进入发生器本体中，形成漩涡，避免旋涡发生器上的叶片受损，延长了旋涡发生器上叶片的使用寿命，同时降低了噪声，同时缓冲结构还具有过滤液体或气体的功能，保证发生器本体的正常工作。

摘要： 本申请公开了具有减少的旋涡脱落的交通工具的外部组件。风挡雨刷臂被提供在飞行器的外侧，并且被定位以在飞行器行进时接合气流。雨刷臂包括臂部分，该臂部分耦接到飞行器并且具有臂的外部表面，该臂部分沿臂的轴线延伸并且限定臂的长度。卷边从臂的外部表面向外延伸并且限定卷边的外部表面，该卷边的尺寸足以接合气流的边界层。雨刷片耦接到臂部分。卷边防止边界层与臂的外部表面分离，从而减弱旋涡的脱落和相关振动以及噪音。

摘要： 本发明公开了一种抑制圆柱绕流旋涡脱落的偏心轴承行波壁驱动装置，包括插柱、偏心轴承、移动杆、支撑板、柔性面层和系杆；所述插柱转动连接在支撑板的内侧，所述偏心轴承呈螺旋式固定连接在插柱上，所述移动杆的一端固定连接在偏心轴承的外侧壁上，所述移动杆的另一端固定连接在系杆上，所述系杆远离移动杆的一端朝向柔性面层设置，本发明柔性面层运动可以在壁面形成“滚动轴承”效应，从而抑制了旋涡脱落，并降低了作用在圆柱表面的气动力。

摘要： 本申请公开了具有减少的旋涡脱落的交通工具的外部组件。风挡雨刷臂被提供在飞行器的外侧，并且被定位以在飞行器行进时接合气流。雨刷臂包括臂部分，该臂部分耦接到飞行器并且具有臂的外部表面，该臂部分沿臂的轴线延伸并且限定臂的长度。卷边从臂的外部表面向外延伸并且限定卷边的外部表面，该卷边的尺寸足以接合气流的边界层。雨刷片耦接到臂部分。卷边防止边界层与臂的外部表面分离，从而减弱旋涡的脱落和相关振动以及噪音。

摘要： 本实用新型公开了一种抑制圆柱绕流旋涡脱落的偏心轴承行波壁驱动装置，包括插柱、偏心轴承、移动杆、支撑板、柔性面层和系杆；所述插柱转动连接在支撑板的内侧，所述偏心轴承呈螺旋式固定连接在插柱上，所述移动杆的一端固定连接在偏心轴承的外侧壁上，所述移动杆的另一端固定连接在系杆上，所述系杆远离移动杆的一端朝向柔性面层设置，本实用新型柔性面层运动可以在壁面形成“滚动轴承”效应，从而抑制了旋涡脱落，并降低了作用在圆柱表面的气动力。

摘要： 本实用新型公开了一种研究缆索涡振时旋涡脱落位置的装置，包括框架、弹簧、橡胶条、缆索节段模型和油液；所述的框架为矩形镂空框架；所述的弹簧和橡胶条布置在缆索节段模型两端，将缆索节段模型架设在框架中，起到模拟缆索节段端部振动的作用；所述的缆索节段模型上涂有油液。本实用新型用于研究大跨桥梁缆索发生涡激振动时，其表面旋涡脱落、流固分离和流固再附着具体位置的装置，通过分析均匀涂布在缆索节段模型上的油液在风洞试验时的油迹情况得到上述三个位置。

摘要： 本实用新型涉及一种能消除旋涡脱落的安全保护避雷针。解决现有技术中避雷针无加强措施，形成旋涡脱落使得避雷针晃动，导致避雷针断裂掉落的问题。在避雷针的外壁上设置有绕丝，绕丝的两端部分螺旋缠绕在避雷针的外壁上，在避雷针的内腔下部固定有法兰盘，法兰盘上设置有第一锥形卡件，安全绳一端固定在锥形卡件上并向下穿出法兰盘，在塔体内壁上固定有安装平板，在安装平板上设置有第二锥形卡件，安全绳另一端穿过安装平板固定在第二锥形卡件上。本实用新型的优点是螺旋缠绕有绕丝，风沿着螺旋绕丝向下传动，避免了在避雷针圆管后部形成规律的旋涡脱落带来横向振动，减小避雷针摇晃幅度，提高了避雷针抗疲劳度，防止避雷针断裂脱落。