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脉动风紊流度的相关参数分析 预览
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作者 董新胜 张军锋 +1 位作者 杨洋 管品武 《结构工程师》 北大核心 2019年第3期155-160,共6页
从自然风的基本特性入手,在系统介绍相关背景参数和假定的基础上,包括平均风速剖面U(z)、粗糙高度z0、表面阻力系数κ、剪切速度u*、湍流幅值σu以及零平面位移zd和参数β等,选择多国荷载规范对其紊流度I(z)取值进行对比分析。对比发现... 从自然风的基本特性入手,在系统介绍相关背景参数和假定的基础上,包括平均风速剖面U(z)、粗糙高度z0、表面阻力系数κ、剪切速度u*、湍流幅值σu以及零平面位移zd和参数β等,选择多国荷载规范对其紊流度I(z)取值进行对比分析。对比发现,尽管我国荷载规范GB50009—2012在修订中提高了I(z)取值,但相较美国、日本和欧洲规范和我国公路桥梁抗风规范,其取值依然偏低,尤其对于A类和B类地区。另外,详细分析了I(z)与粗糙高度z0和表面阻力系数κ等参数的函数关系,为脉动风数值模拟的参数取值提供了参考。 展开更多
关键词 脉动风 紊流度 粗糙高度 表面阻力系数
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输电导线粗糙覆冰表面对流换热特性 被引量:1
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作者 黄新波 高华 +2 位作者 朱永灿 崔运涛 胡潇文 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期3509-3516,共8页
对流换热系数是覆冰热平衡中的关键参数,其精确计算对于提高热平衡方程计算精度有很大作用。以往对于覆冰导线的模拟过程中,大都将覆冰导线等效为光滑圆柱处理,但过冷却液滴的冻结会引起覆冰形状差异和覆冰表面粗糙高度的大幅增加,从而... 对流换热系数是覆冰热平衡中的关键参数,其精确计算对于提高热平衡方程计算精度有很大作用。以往对于覆冰导线的模拟过程中,大都将覆冰导线等效为光滑圆柱处理,但过冷却液滴的冻结会引起覆冰形状差异和覆冰表面粗糙高度的大幅增加,从而能对覆冰导线表面换热特性的计算精度带来很大影响。针对硬雾凇覆冰表面工况,建立了包含表面粗糙高度的覆冰输电导线有限元模型,并采用流体力学数值模拟计算方法分析了覆冰导线表面粗糙高度对其换热特性影响。结果表明:覆冰导线表面粗糙高度将改变边界层内流体流态,加剧流体扰动,换热效果显著增强;在雷诺数为40 000时,与以往光滑覆冰模型相比,粗糙覆冰模型平均对流换热系数分别增长为原来的1.333、1.452、1.667倍;在相同情况下,新月形覆冰结构湍流程度整体略低于圆形覆冰结构,平均对流换热系数也小于圆形覆冰结构。 展开更多
关键词 输电导线 覆冰 粗糙高度 对流换热系数 流体力学 边界层
弯曲河段床面粗糙高度的分形研究 被引量:1
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作者 江磊 周银军 +1 位作者 陈前海 陈正兵 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期28-33,共6页
根据水槽试验的结果,从河床表面物理形态特征入手,分析了粗糙高度ks与河床表面分形维数D的关系,并进一步分析了D与糙率系数n的关系。结果表明床面粗糙高度ks可通过床面三维起伏度r来表达,r与D之间遵循幂指数的增长关系,即ks与D之间定量... 根据水槽试验的结果,从河床表面物理形态特征入手,分析了粗糙高度ks与河床表面分形维数D的关系,并进一步分析了D与糙率系数n的关系。结果表明床面粗糙高度ks可通过床面三维起伏度r来表达,r与D之间遵循幂指数的增长关系,即ks与D之间定量函数关系式可通过幂指数函数表达。因此描述n与D之间的定量函数关系也可进一步建立起来。在忽略其他影响因素的条件下,床面形态分形维数D和水流条件R均会引起糙率系数n值的变化,两者作用效果相反。因此n值的变化趋势取决于两者之间的对比关系;同时公式中的两系数a、b的变化对n值的变化亦存在相反的作用,但系数b的影响远大于系数a的影响。 展开更多
关键词 河床表面分形维数 粗糙高度 床面形态 水流条件
高超声速可压缩流中粗糙壁热流研究 预览 被引量:1
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作者 李俊红 张亮 +1 位作者 俞继军 程晓丽 《计算物理》 CSCD 北大核心 2017年第2期165-174,共10页
用计算流体力学(CFD)数值模拟和理论方法对高超声速可压缩湍流中粗糙壁面热增量进行研究.着重考虑粗糙单元密度和粗糙单元形状对粗糙表面热流的影响.结果表明:1粗糙单元密度变化时,CFD数值方法计算所得的粗糙单元等效热流随着粗糙单元... 用计算流体力学(CFD)数值模拟和理论方法对高超声速可压缩湍流中粗糙壁面热增量进行研究.着重考虑粗糙单元密度和粗糙单元形状对粗糙表面热流的影响.结果表明:1粗糙单元密度变化时,CFD数值方法计算所得的粗糙单元等效热流随着粗糙单元密度的降低而增加,理论方法预测结果的规律随方法不同而不同;2在相同粗糙单元密度和高度时,如果粗糙单元形状改变,CFD计算结果也随之发生改变.理论预测方法所得结果不发生变化. 展开更多
关键词 粗糙高度 湍流 理论公式 数值模拟 热增量
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基于典型壁面粗糙模型的隧道施工通风效果CFD分析 预览 被引量:3
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作者 张恒 林放 +1 位作者 孙建春 周泽林 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期58-65,共8页
依托贵广高速铁路斗篷山隧道的施工通风工程,采用计算流体动力学(CFD)软件,结合现场实测数据,研究隧道壁面粗糙条件对风流场的影响;基于典型壁面粗糙模型对隧道粗糙度的评定方法、取值进行深入分析。结果表明:正弦型粗糙模型的壁面... 依托贵广高速铁路斗篷山隧道的施工通风工程,采用计算流体动力学(CFD)软件,结合现场实测数据,研究隧道壁面粗糙条件对风流场的影响;基于典型壁面粗糙模型对隧道粗糙度的评定方法、取值进行深入分析。结果表明:正弦型粗糙模型的壁面条件相比方形、三角形和混合型的更为光滑,因此该模型对风流场起到的阻碍作用相对较小,近壁区域没有产生涡流现象;随着壁面粗糙模型高度的增大、粗糙间距的减小,其对风流场的阻碍作用越大;以隧道实际开挖轮廓上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值定义隧道壁面平均粗糙高度,并建立粗糙常数与粗糙单元形状及间距的对应关系;以典型壁面粗糙模型的最大粗糙高度不大于实际开挖轮廓的最大粗糙高度、以原模型面积减去典型壁面粗糙模型面积的绝对值除以原模型面积所得值最小为最优,提出了壁面粗糙常数的计算公式。 展开更多
关键词 隧道工程 施工通风 粗糙模型 壁面粗糙 粗糙高度 粗糙常数
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波状床面消力池水跃特性试验分析 预览 被引量:1
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作者 傅铭焕 张志昌 +2 位作者 梁锋 郭曙啸 余建平 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期100-106,共7页
研究波状床面水跃共轭水深和水跃长度对于波状床面消力池的设计极为重要.根据已有文献关于波状床面消力池水跃特性的试验资料,分析波状床面消力池共轭水深、水跃旋滚长度、水跃长度和水跃区消能率随跃前断面弗劳德数、壁面粗糙高度、跃... 研究波状床面水跃共轭水深和水跃长度对于波状床面消力池的设计极为重要.根据已有文献关于波状床面消力池水跃特性的试验资料,分析波状床面消力池共轭水深、水跃旋滚长度、水跃长度和水跃区消能率随跃前断面弗劳德数、壁面粗糙高度、跃前断面和跃后断面水深的变化规律.给出了波状床面水跃跃后水深的半理论公式和水跃旋滚长度、水跃长度的拟合公式,并对其进行验证,水跃共轭水深的平均误差分别为4.5%和3.3%,水跃旋滚长度和水跃长度的平均误差分别为7.4%和5.9%.研究表明,水跃跃后水深和水跃长度不仅是跃前断面弗劳德数的函数,还是壁面粗糙高度的函数;波状床面消力池水跃区消能率远大于一般混凝土壁面消能率,在相同弗劳德数情况下水跃区消能率随着壁面粗糙高度的增加而增加. 展开更多
关键词 波状床面消力池 共轭水深 水跃旋滚长度 水跃长度 粗糙高度
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推移层厚度研究综述 预览 被引量:2
7
作者 魏龙 王义刚 黄惠明 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2013年第2期72-80,共9页
泥沙颗粒按其运动形式及能量来源的不同,可以分为推移质和悬移质。其中,推移层作为推移质的运动范围,对于近底层泥沙运动等研究具有重要意义。本文综述了以往出现的各类确定推移层厚度的标准,如泥沙跃移高度、沙波高度、层移区厚度、床... 泥沙颗粒按其运动形式及能量来源的不同,可以分为推移质和悬移质。其中,推移层作为推移质的运动范围,对于近底层泥沙运动等研究具有重要意义。本文综述了以往出现的各类确定推移层厚度的标准,如泥沙跃移高度、沙波高度、层移区厚度、床面粗糙高度等,并根据泥沙输移发展的顺序,论述和分析了各类标准的合理性及适用性。同时,阐述了悬沙输沙率计算中参考面高度的取值与推移层厚度的关系。 展开更多
关键词 推移层 跃移高度 床面形态 层移运动 粗糙高度 悬移区
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近底层潮流速分布模式比较 预览 被引量:3
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作者 倪志辉 宋志尧 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期 89-94,共6页
考虑到潮流运动的非恒定性和非线性特征,基于潮流雷诺应力分布式,应用Prandtl混合长度和von Karman自相似理论,并结合潮流运动方程,推导了近底层潮流速垂向分布的双对数模式。然后,将该分布模式应用于英国大陆南部西Solent水道和... 考虑到潮流运动的非恒定性和非线性特征,基于潮流雷诺应力分布式,应用Prandtl混合长度和von Karman自相似理论,并结合潮流运动方程,推导了近底层潮流速垂向分布的双对数模式。然后,将该分布模式应用于英国大陆南部西Solent水道和江苏岸外西洋海域流速的实测资料,并与对数线性分布的计算成果相比较,获得了比较满意的结果。最后,对几种分布模式进行了讨论和比较,结果表明:在近岸水域采用对数或对数线性流速分布模式计算摩阻流速和粗糙高度往往会带来较大的偏差,双对数模式能使计算的结果更为合理。 展开更多
关键词 潮流 雷诺应力 对数分布 对数线性分布 摩阻流速 粗糙高度 双对数分布
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关于三维长街谷空气交换能力的讨论 预览
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作者 王友君 亢燕铭 《东华大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期 563-567,共5页
利用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术模拟分析了来流风速、地面粗糙高度、建筑布局及缺口宽度对6种典型布局三维长街谷内外流场的影响,并引入整体换气次数nt和局部换气次数np的概念,评估了街谷的换气能力.研究结果表明:在自... 利用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术模拟分析了来流风速、地面粗糙高度、建筑布局及缺口宽度对6种典型布局三维长街谷内外流场的影响,并引入整体换气次数nt和局部换气次数np的概念,评估了街谷的换气能力.研究结果表明:在自模区范围内nt与来流风速大小线性相关;粗糙高度对nt的影响是有限的;建筑布局能够明显改变街谷气流组织结构和换气能力,尤其是上风侧缺口的数量、宽度及缺口之间的相对位置. 展开更多
关键词 换气次数 建筑布局 缺口宽度 来流风速 粗糙高度 街谷
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Drag and Lift Force Acting on a Rotational Spherical Particle in a Logarithmic Boundary Flow 预览
10
作者 XU Wei-jiang CHE De-fu XU Tong-mo 《国际设备工程与管理:英文版》 2006年第2期 111-118,共8页
在对数的边界流动对一个旋转球形的粒子起作用的 drag 和电梯力量数字地被学习。drag 速度的效果和 drag 力量上的范围的旋转速度从 50 ~ 300 并且为 01.0 的无尺寸的旋转尖速度为粒子雷纳兹数字被检验。墙也是的无尺寸的粗糙高度 z0of... 在对数的边界流动对一个旋转球形的粒子起作用的 drag 和电梯力量数字地被学习。drag 速度的效果和 drag 力量上的范围的旋转速度从 50 ~ 300 并且为 01.0 的无尺寸的旋转尖速度为粒子雷纳兹数字被检验。墙也是的无尺寸的粗糙高度 z0of 的影响为 z010 评估了。drag 随 drag 速度的增加在对数的流动并且在一致 unsheared 流动增加在一个范围上强迫的结果表演。为 50Rep300, drag 系数(-C)D 与减少的粗糙高度 z0 增加。平均时间拖系数被范围和粗糙高度 z0 的旋转速度显著地也影响。电梯系数 -CL 以增加的旋转速度增加并且与增加的粗糙高度减少。 展开更多
关键词 牵引系数 升力系数 涡流 粗糙高度
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大气边界层的风洞模拟 预览 被引量:10
11
作者 王兆印 《实验力学》 CSCD 北大核心 1998年第3期 283-293,共11页
本文通过比较大气边界层与不同比尺的模型实验,研究了风洞模型实验中的比尺效应,结果表明,大气边界层粗糙度的比尺应当和边界层厚度比尺相等。边界层厚度的比尺在200~400之间时可以得到最好的速度分布的相似性,表面压强分布... 本文通过比较大气边界层与不同比尺的模型实验,研究了风洞模型实验中的比尺效应,结果表明,大气边界层粗糙度的比尺应当和边界层厚度比尺相等。边界层厚度的比尺在200~400之间时可以得到最好的速度分布的相似性,表面压强分布主要依赖于边界层比尺而与建筑几何比尺关系不大。如果正确选择了粗糙高度比尺,扩散系数比尺和边界层厚度比尺相同。 展开更多
关键词 大气边界层 风洞模型 比尺效应 粗糙高度
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基于CFD的90°弯管水头损失计算的参数敏感性分析 预览
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作者 刘飞 何姣云 龙振华 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期79-83,共5页
计算流体动力学在水利行业中得到了广泛的应用。【目的】从众多不确定因素中找出对CFD建模有重要影响的敏感性因素,并分析其对计算结果的影响程度,优化90°弯管的CFD建模方案。【方法】采用单因素分析方法,分析了网格尺寸、湍流模... 计算流体动力学在水利行业中得到了广泛的应用。【目的】从众多不确定因素中找出对CFD建模有重要影响的敏感性因素,并分析其对计算结果的影响程度,优化90°弯管的CFD建模方案。【方法】采用单因素分析方法,分析了网格尺寸、湍流模型、水体密度、运动黏滞系数、当量粗糙高度等参数对计算结果的影响。【结果】RNG k-ε湍流模型计算结果与经验系数计算结果相对误差在±5%以内,能有效模拟弯管湍流流态;该湍流模型无需较小的网格尺寸,能够利用较小的计算资源得到精度较高的计算结果;当水体温度高于15℃时,三维流场计算软件能够对水体密度和运动黏滞系数进行修正,使计算结果精度更高;模拟水力光滑管道时,水体密度和运动黏滞系数对计算结果影响较小。【结论】工程算例模拟计算中,应当充分考虑模拟对象的体型和材料特点以及水体温度等因素,选取适当的参数值,能有效地降低计算成本,提高计算精度。 展开更多
关键词 90°弯管 水头损失 网格尺寸 湍流模型 运动黏滞系数 当量粗糙高度
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数值模拟大气边界层中解决壁面函数问题方法研究 预览 被引量:5
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作者 方平治 顾明 +1 位作者 谈建国 韩志惠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期85-90,共6页
在雷诺平均 N -S 方程湍流模型框架内,壁面函数常用来模型化壁面附近的低雷诺数流动。探讨基于标准湍流模型数值模拟大气边界层中出现的壁面函数问题。在已有标准壁面函数基础上,通过增加一个附加项来模型化地表上面建筑结构等粗糙... 在雷诺平均 N -S 方程湍流模型框架内,壁面函数常用来模型化壁面附近的低雷诺数流动。探讨基于标准湍流模型数值模拟大气边界层中出现的壁面函数问题。在已有标准壁面函数基础上,通过增加一个附加项来模型化地表上面建筑结构等粗糙元由于大小不一、错乱分布对地表附近空气流动产生的附加影响。通过模拟缩尺比为1∶300的具有较大空气动力学粗糙长度的中性大气边界层,以及缩尺比为1∶50的 TTU 低矮建筑模型在中性大气边界层内的绕流,对附加项的有效性和使用场合进行评估和说明。结果表明:附加项对于解决壁面函数问题,即在计算域内保持来流边界条件是必要的。 展开更多
关键词 大气边界层 标准壁面函数 壁面函数问题 物理粗糙高度 空气动力学粗糙长度
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风雪运动数值模拟中自保持平衡边界条件研究 预览
14
作者 李雪峰 周晅毅 顾明 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期 765-769,共5页
在目前风场自保持性研究的基础上,结合等效物理粗糙高度,给出一类近似满足自保持性的用于风雪运动数值模拟的边界条件。首先结合低温风洞实验室的风雪实验数据,把文献的方法应用于风雪运动数值模拟中。经对比验算发现,文献的方法应... 在目前风场自保持性研究的基础上,结合等效物理粗糙高度,给出一类近似满足自保持性的用于风雪运动数值模拟的边界条件。首先结合低温风洞实验室的风雪实验数据,把文献的方法应用于风雪运动数值模拟中。经对比验算发现,文献的方法应用于风雪数值模拟中不能很好满足自保持性。为了进一步满足自保持性要求,引入等效物理粗糙高度,建立起雪跃移高度与等效物理粗糙高度的关系。结果表明:通过引入等效物理粗糙高度,边界条件的自保持特性得到了进一步的提高。最后对该方法的应用进行了推广验证。 展开更多
关键词 等效物理粗糙高度 平衡边界条件 风雪运动 雪跃移高度
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后掠机翼人工转捩最佳粗糙带高度数值预测 被引量:2
15
作者 田永强 张正科 +1 位作者 屈科 翟琪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期461-474,共14页
介绍了基于当地变量的γ-Reθ转捩模型,并将该模型应用到后掠机翼的转捩预测和人工转捩最佳粗糙带高度以及人工转捩技术能够模拟的大气飞行雷诺数的确定中。为检验γ-Reθ转捩模型对后掠机翼转捩的预测能力,对ONERAM6机翼和DLR-F4标... 介绍了基于当地变量的γ-Reθ转捩模型,并将该模型应用到后掠机翼的转捩预测和人工转捩最佳粗糙带高度以及人工转捩技术能够模拟的大气飞行雷诺数的确定中。为检验γ-Reθ转捩模型对后掠机翼转捩的预测能力,对ONERAM6机翼和DLR-F4标模机翼进行了边界层转捩预测,采用结构化网格和有限体积法求解雷诺平均Navier-Stokes(RANs)方程,得到了机翼表面的摩擦阻力系数分布,从而可以得到相应的转捩位置,预测得到的转捩位置与试验结果比较吻合,说明该模型对后掠机翼转捩预测是可信的。最后在DLR-F4标模机翼上表面固定了粗糙带,通过相同的方法得到了转捩位置,从而确定了马赫数为0.785、雷诺数为3.0×10^6时最佳粗糙带高度为0.11mm;通过不断增大雷诺数使自由转捩位置不断向前缘移动,验证了人工转捩对大气飞行雷诺数的模拟能力。结果表明,在最佳粗糙带高度为0.11mm下,可以实现对大气飞行高雷诺数的模拟。 展开更多
关键词 人工转捩 粗糙高度 转捩模型 后掠机翼 雷诺数 边界层
粗糙表面流动与换热的数值模拟的新模型 预览
16
作者 朱惠人 彭涛 《热科学与技术》 CAS CSCD 2003年第1期 47-50,共4页
考虑“粗糙元高度”和“粗糙元间距”两个因素的影响,对Van Drist阻尼函数进行了改进,然后将其引入边界层计算程序,对不同粗糙远间距、不同来流速度等工况下粗糙表面的换热进行了计算,结果与实验数据符合良好,说明改进后的Van Dris... 考虑“粗糙元高度”和“粗糙元间距”两个因素的影响,对Van Drist阻尼函数进行了改进,然后将其引入边界层计算程序,对不同粗糙远间距、不同来流速度等工况下粗糙表面的换热进行了计算,结果与实验数据符合良好,说明改进后的Van Drist阻尼函数很好地反映了粗糙度雷诺数及粗糙元分布疏密度的影响,能适用于计算粗糙表面上的流动及换热。 展开更多
关键词 粗糙表面 数值模拟 粗糙高度 粗糙远间距 阻尼函数 换热特性 流动特性
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