钝体

摘要： 针对相同特征长度不同钝体的尾迹结构相近,肉眼难于分辨的问题,提出了一种基于卷积神经网络的钝体尾迹识别方法,并在竖直肥皂膜水洞的典型钝体模型尾迹实验中获得高准确率验证.实验平台由自建竖直肥皂膜实验装置、钝体模型(方柱、圆柱和三角柱)及图像采集系统组成,可基于光学干涉法实现对不同速度下钝体肥皂膜尾迹的高清持续拍摄.所建立卷积神经网络识别模型由输入层、卷积层、池化层、全连接层和分类层组成,其中,卷积层和池化层用于提取尾迹的深层次特征信息,而全连接层和分类层构成识别分类模式来分类输出图像对应的钝体类型或雷诺数.通过将9000张尾迹图像数据集导入卷积神经网络模型,以数据驱动方式建立了具有钝体形状或雷诺数识别能力的尾迹特征识别模型.结果表明,该模型对相同雷诺数下识别钝体形状的准确率达97.6%(识别300张不同形状钝体尾迹图像),对不同雷诺数下识别钝体形状的准确率达96%(识别1200张不同雷诺数尾迹图像),即使将不同钝体形状和雷诺数下尾迹图像混放一起,其钝体形状和雷诺数识别准确率也可以达到91%(识别1500张混放尾迹图像).该方法为进一步利用人工智能提取流体尾迹中的物理信息提供借鉴.

摘要： 油池火源常用于船舶机舱火灾的研究,而受机舱内大量设备的影响,在液体油池的形成过程中常含有各类形状的钝体结构物,这将极大地影响油池火焰的传热和流动特性。本文以正庚烷为火源,分别对含有不同形状(矩形、三角形、圆形、正方形)钝体的圆形油池火焰燃烧特性开展实验研究。通过对燃油质量损失速率、火焰几何形态的分析,研究结果表明钝体显著改变了油池火的燃烧行为。钝体延长了燃油质量消耗的时间,且正方形钝体可使质量损失速率下降迅速。虽然不同钝体下油池火焰均存在抬升–下降周期振荡行为,但其振荡频率却与钝体当量直径间存在三次方的非线性变化关系。

摘要： 石化炉、加热炉等设备中燃烧过程的污染物控制具有重要意义。旋流预混燃烧过程具有低NO_(x)排放的潜力,引发了学术界和工业界的广泛关注。结合钝体燃烧和旋流燃烧各自的优势,本文设计了带有位移钝体的旋流预混燃烧器。首先研究了不同钝体结构下的污染物的生成情况,确定了最优的钝体结构,在此基础上进一步研究了在不同旋流数下污染物生成、火焰形态和温度场分布情况。研究发现,钝体角度为30°、体积较小的倒锥形钝体具有较低的NO_(x)和CO生成量。NO_(x)生成量随着旋流数从0增加到0.83呈先减小后增加的趋势,并且当旋流数为0.25时,NO_(x)生成量最低。在同一热功率下,火焰高度随着旋流数的增加而减小。在同一旋流数下,火焰宽度随热功率增大呈增大趋势。NO_(x)生成量变化规律与其火焰温度分布规律一致,即NO_(x)生成量最低的工况下火焰温度也比较低。由此推测旋流引发的温度变化是NO_(x)生成量变化的主要影响因素之一。本文的研究结论对旋流预混燃烧器的设计提供了理论基础。

摘要： 为研究不同间隙比L/D对近壁单圆柱与单方柱的涡激振动特性的影响,了解尾流对壁面不稳定性的作用机理,搭建了开式循环水槽试验台,利用粒子图像测速(PIV)系统,对过渡流下2种近壁模型进行了试验研究.结果表明:两者具有相似的涡激振动特性,当L/D很小时,钝体下侧剪切层发展受到抑制;随着L/D增大,壁面的抑制作用减弱,尾流处有形成旋涡对的趋势,旋涡逐渐靠近钝体并趋于对称,涡的尺度先增大后减小,近壁面附近流体的加速效应先增强后减弱,且主振频率逐渐减小;两者都呈现出周期性的涡脱运动,但也存在差异,方柱尾流分离点固定,而圆柱不固定;同一Re下,相同L/D下方柱涡的尺度比圆柱更大,近壁面附近的流速也更快;随着L/D增大,圆柱尾流处振幅先增强后减弱,而方柱一直增强且主振频率略小,表明近壁方柱涡脱落周期比圆柱更长.对实际工程领域应用具有一定的参考价值.

摘要： 对不同参数的钝体-压电片系统进行了风洞试验,分析了钝体形状、质量和压电片长度对钝体风致振动响应及其能量转换特性的影响,验证了驰振理论模型.试验结果表明,相比梯形柱、圆柱和三角柱,方柱起振折减速度低、振幅响应大、能量输出高,其振幅、输出电压和功率最大分别能达到5D、0.55 V和0.378 μW.质量增加引起结构阻尼比增大,从而临界折减速度增大,能量收集效果变差.随着压电片长度的增大,系统的能量输出增大,当压电片长度为3.5D时,系统能量收集效果最佳.

摘要： 采用组分输运模型和RNG k-ε湍流模型,对SCR脱硝系统中Delta Wing装置的气体混合特性进行了模拟研究.通过变量的无量纲化,考查了不同结构、钝体堵塞比、雷诺数对气体混合效果的影响,并以变异系数作为评价混合性能的指标进行了定量分析.数值方法由圆孔侧喷实验进行了验证.结果 表明:在距离喷嘴下游h/D大于2的位置,钝体设置能明显改善气体的混合不均现象;钝体堵塞比高于0.5,绕流钝体流场由非稳态转换为稳态,有利于气相流场的稳定流动和设备的稳定运行;随着堵塞比的增大,混合段长度缩短,但会造成阻力损失增加;钝体堵塞比为0.7时,Re数的升高会延长漩涡影响范围,增大气体混合的不均匀性.

摘要： 新型强旋-V形钝体组合火焰稳定器可用于解决加力燃烧状态下存在的燃烧不稳定、火焰猝熄、火焰截面温度不均及油耗偏高等问题。以数值仿真为手段,从瞬态涡量、尾迹流时均速度型、燃烧温度场及瞬态火焰扩散机制的角度出发,系统分析其稳燃机理与性能,为试验验证提供参考、为工程应用提供支撑。

摘要： 本文采用钝体作为火焰稳定机理的研究模型,其中火焰根部对于火焰的存在与否十分关键.小尺度钝体稳定点将在钝体后中心轴上,且只有一个火焰稳定点.本文通过实验得到较小尺寸V形钝体后火焰稳定点随来流速度和当量比的变化规律.固定当量比时,来流速度增加火焰稳定点向上游移动,且中间会有一段浮动.固定速度时,当量比增加火焰稳定点会向上游移动,如uin=1m/s当量比0.615增加到0.782,一个火焰根部向上游移动0.870mm.

摘要： 本文采用五阶加权本质无振荡(Weighted Essentially Non-oscillatory, WENO)格式,通过数值求解二维非定常Naivier-Stokes方程,模拟了马赫数为1.2 ,雷诺数为1.0×104下绕钝体的可压缩流动,系统地分析了流动中流场的演化过程中的若干基本现象,如复杂的多激波系结构、激波与边界层及激波与旋涡的相互作用、尾流中的发卡状相干结构等,以及激波、旋涡、边界层相互作用产生声场的机理.

摘要： 本文引入两种尺度很小的构件在高雷诺数下分别对圆柱和方柱两种钝体的尾流进行控制实验.一种是在钝体旁平行地放一很薄的窄条,控制参数包括窄条宽度、窄条中心线到钝体中心轴的距离,以及窄条风向角.窄条宽度在钝体横向尺度的0.081～0.27倍之间变化.另一种为在钝体旁平行地放一小的方柱,控制参数包括小方柱宽度,其中心轴到钝体中心轴的间距,及两中心轴所在平面与来流之间的风向角.采用流动显示,热线测量和压力分布测量,在雷诺数Re=3×103～1.2×105下对控制和未控制尾流的流动状态、平均流速分布和脉动流速情况、作用于钝体的平均和脉动力,以及作用于钝体和控制装置的总阻力进行了全面研究和比较.研究结果证明,当横向尺度很小的控制件(窄条或小方柱)处于钝体(圆柱或方柱)尾流中一定区域内时,可有效抑制尾流的旋涡脱落,并且减少阻力和减小脉动升阻力的效果明显.在不同雷诺数下,求出了有效抑制旋涡脱落的窄条位置区域及窄条宽度对区域的影响.对控制机制进行讨论,指出了Gerrard旋涡脱落形成理论的错误.

摘要： 本文通过直接数值模拟,研究了钝体头部边界层受局部有限幅值扰动而转捩的问题.结果表明:流场转捩的发生与一种类似"发卡"状的拉伸结构出现有关,而国外的计算结果中并未发现这一结构.此外,流场的失稳过程和物理图像也存在较大差异.这说明国外目前的做法和结论是值得商榷的.同时,模拟的结果也说明,这种方法对研究大扰动转捩来说是一条行之有效的途径.

摘要： 该文采用完全气体模型、振动激发气体模型、平衡气体模型、一温度非平衡气体模型、两温度非平衡气体模型和三温度非平衡气体模型进行了钝体高超声速绕流流场的数值计算，分析了各种气体模型对激波脱体距离、壁面热流、温度分布和密度分布等的影响，结果表明：采用两温度（或三温度）非平衡气体模型计算的激波脱体距离更接近实验情况；采用平衡气体模型计算的壁面热流最高，一温度非平衡气体模型完全非催化的壁面热流最低，而完全气体模型的壁面热流的两者之间。

摘要： 该文研究了在来流流场不均匀时，或有微弱扰动时，在钝体前驻点及其附近产生的大涡，分离流和倒流等现象。

摘要： 利用粒子图像速度场测量(PIV)技术对不同燃空速度比下的钝体回流扩散燃烧流场进行了测量,考察不同火焰的湍流结构特性。结果表明,流场中轴向脉动速度沿钝体中心轴线成对称分布,轴向脉动速度最大值出现在钝体中心轴线处,流场切向雷诺应力以钝体轴线呈中心对称,在中心轴线处切向雷诺应力值为0,随燃空速度比的增大,轴向脉动速度和切向雷诺应力不断增大,随着与钝体表面的距离增加,流场截面上最大轴向脉动速度不断减小,最大切向雷诺应力先增大,后减小。

摘要： 本文采用更接近实际物理过程的空间模式,对钝体头部边界层受局部有限幅值扰动而转捩的问题进行了直接数值模拟.结果表明:当流场中引入满足一定条件有限幅值的扰动后,出现类似湍涡的拉伸结构,这种结构的扰动能够迅速增长,并激励出新的湍涡结构.这些湍涡结构的进一步演化和相互作用就会导致湍流斑的出现,进而过渡到湍流.

摘要： 本文测量了喷口中几种不同钝体后的空气速度场,分析了喷口中钝体锥角、高宽比以及钝体壁面粗糙度对回流区、回流率、射流刚性的影响.提出了设计"喷口+钝体"结构形式的新型喷口中钝体的最佳锥角范围.新型喷口的形式可以降低垂直方向温度梯度,相对减少送风温差,增强受风区域温度的均匀性,提高室内的舒适性.

摘要： 利用热线、PIV和烟线实验对覆盖多孔介质前后圆柱的尾迹进行了测量,比较了二者的流动特性.结果表明:光滑柱体的瞬时速度场波动剧烈,涡脱落现象明显.引入多孔介质后,柱体涡脱落频率降低,尾迹拓宽,回流区延长.多孔介质对流场脉动有明显的抑制作用,尤其在中线附近.这是因为其透气性使得近壁面处可以进行动量交换,减小了剪切层内的速度,拓宽的尾迹使得柱体两侧的剪切层相互作用减弱,雷诺应力降低.

摘要： 本发明提供一种钝头体超声速自由射流试验装置及试验方法，解决现有钝头体试验件自由射流试验无法满足试验运行要求，而保证风洞能顺利起动，试验件尺寸受限的问题。该装置包括射流喷管、起动机构、试验舱、扩压器及排气管道；射流喷管和扩压器及排气管道同轴间隔设置，射流喷管出口端、扩压器及排气管道入口端均设在试验舱内；起动机构位于射流喷管内；起动机构包括前端平板、后端平板以及连接前端平板和后端平板的平板连接件，前端平板、后端平板均与射流喷管轴线垂直，平板连接件的轴线与射流喷管的轴线重合；前端平板处于射流喷管的流动核心区内，后端平板、平板连接件以及钝头体试验件均处于超声速气流在前端平板处产生的弓形激波内。

摘要： 本发明公开了一种涡激钝体振动的压电电磁复合波浪浮能装置，涉及波浪能发电技术领域。其包括波浪能采集结构和涡激振动发电结构，波浪能采集结构用于将波浪能转化为气体振荡波，波浪能采集结构包括自下而上依次连接的气室、连接套筒和圆柱通气管道，圆柱通气管道用于将气体振荡波传递给涡激振动压电发电结构；涡激振动压电发电结构位于圆柱通气管道中，涡激振动发电结构包括悬臂梁支撑架、悬臂梁固定座、悬臂梁以及涡激钝体发电结构，通过对涡激钝体内部结构进行改进，在涡激钝体内部设计电磁振动发电结构收集涡激振动中钝体的振动能产生电能。本发明装置具有发电效率稳定、可长时间供电、能量转化效率高的优点。

摘要： 本发明提供了一种带有旋流驻涡结构的钝体稳焰器，用于在高速飞行器燃烧室内稳焰，所述稳焰器包括外壳、沿周向在外壳内均布的V型槽和径向分布在所述V型槽内的旋流器，其中，所述V型槽在所述旋流器安装处断开。本发明的带有旋流驻涡结构的钝体稳焰器，通过旋流器在流场中产生驻涡，提供近贫熄工况下火焰稳定的驻定点，有效地拓展了燃烧室稳定运行的边界。

摘要： 本发明提供了一种降噪装置和抑制钝体绕流纯音噪声程度的确定方法，涉及噪声控制技术领域，以解决现有技术对钝体绕流产生的纯音噪声抑制效果较差的技术问题。该降噪装置用于安装在钝体上，且该降噪装置包括柔性板，柔性板的一端设于钝体上；沿气流的来流方向，柔性板位于钝体的后方。本发明提供的降噪装置对钝体绕流产生的纯音噪声具有更好的抑制效果。

摘要： 本发明公开一种基于结构化多孔表面主动吸气的钝体风致振动控制装置，可有效地抑制方柱形钝体结构的风致振动，护套在面向来流和背向来流的两侧表面为实心结构，在护套的横流两侧延其轴向为阵列结构排列的多孔结构，多孔结构内含有多个气流过渡孔，多个所述的气流过渡孔沿护套的径向以固定间隔呈放射状在横流向两侧的护套内部，并在所述的护套横流向两侧的外壁面贯通，在所述的护套内部延其轴向开有第一通气道与所有的气流过渡孔底部连通，第一通气道的端面作为本控制装置的出气端，用于防护的气流从护套横流向两侧的外壁面的气流过渡孔吸入，从所述的出气端排出。具有控制效率高，对方柱形钝体结构的风致振动具有明显的抑制作用的优点。

摘要： 本发明公开了一种大攻角下典型钝体断面三维气动导纳的识别方法，包括如下步骤：步骤1：根据格栅紊流场中各向同性紊流谱模型得到一波数的纵向紊流功率谱和竖向紊流功率谱以及二波数的纵向紊流功率谱和竖向紊流功率谱；步骤2：虑纵向和竖向脉动风对抖振力的贡献，建立大攻角下典型钝体断面的三维抖振力的一波数模型和两波数模型；步骤3：将等效导纳的纵向分量和竖向分量带入抖振力两波数模型，得到关于脉动风和抖振力的相干函数之间的关系式；步骤4：通过将三维两波数导纳表示为二维气动导纳和两波数展向修正项相乘的形式；步骤5：引入抖振力和脉动风的相干函数的经验模型，得到一波数展向修正项的纵向分量和竖向分量的闭合解。

摘要： 本发明公开了一种用于PET探测器的钝体尾迹流场发生装置，包括供水部、实验部和出口部；供水部包括恒压水箱，恒压水箱中设置竖直方向的溢流板，上方连接外部供水管道，恒压水箱左右侧壁底部分别开有出水口；实验部包括矩形管道，管道上壁面的中部留有涡旋发生体安装口和法兰结构凸台；涡旋发生体通过法兰结构凸台安装于矩形管道上部；涡旋发生体内部开有“L”形通孔，示踪剂沿通孔流入矩形管道内部；管道后端通过出口导管连接阀门后再连接到收集水箱；本发明可以通过3D打印做出不同截面形状的涡旋发生体，模拟不同工况下的钝体尾迹流，进而通过PET探测器实现不同来流速度及截面形状下的钝体尾迹流场流动状态的成像。

摘要： 本发明涉及一种基于变刚度的钝体结构涡激振动数值模拟方法及系统，具体涉及桥梁与结构风工程技术领域。所述方法包括根据刚度值、待模拟钝体结构的质量和阻尼比，计算刚度值对应的折减风速和阻尼值；根据刚度值、质量和刚度值对应的阻尼值，确定待模拟钝体结构的钝体结构动力方程；根据待模拟钝体结构的钝体结构动力方程和刚度值对待模拟钝体结构进行模拟，得到待模拟钝体结构在刚度值下的振幅；根据各刚度值对应的折减风速和各刚度值下的振幅确定待模拟钝体结构的涡激振动性能。本发明降低了网格划分工作量，显著提高了数值模拟的效率。

摘要： 本发明涉及流致振动能量收集装置，具体为一种钝体非旋转式流致振动俘能装置。本发明在钝体设计方面不采用常见的将钝体与弹性梁刚性固接的设计方法，而是采用一根转动轴和连接轴将钝体与弹性梁连接起来的方式，因连接处运动副为转动副，所以钝体仅会横向振动而不会发生转动，从而实现相同频率下振幅加大的效果，最终实现转化的电能增大，提高转化效率。

摘要： 本发明的目的在于提供一种基于钝体组的燃烧室掺混结构，包括燃烧室、钝体组，燃烧室包括前壁及其后方的管壁，前壁上安装喷嘴，所述钝体组包括前钝体和后钝体，所述前钝体包括外壁和内壁，内壁位于喷嘴外部，外壁位于内壁外部，外壁与内壁之间形成流道，流道连通管壁内部空间，管壁上设置进气孔，进气孔后方设置后钝体。本发明在传统燃烧室基础上加设数对钝体组，可以代替旋流器，提高油气掺混效果的同时起到稳焰的作用。