我们研究了矩形管道中压力驱动层流磁流体动力学流动的能量稳定性,该管道具有横向均匀磁场和电绝缘壁。对于足够强的场,层流速度分布具有均匀的核心和凸起的哈特曼和谢尔克利夫边界层,这些边界层位于垂直和平行于磁场的壁上。该问题通过横向流坐标中的切比雪夫多项式的双重展开进行离散化。临界雷诺数的线性特征值问题取决于流向波数、哈特曼数和纵横比。我们考虑了小纵横比和大纵横比的极限,以便与基于一维基流的稳定性模型进行比较。对于大纵横比,我们发现数值结果与基于准二维近似的结果具有良好的一致性。升力机制在零流向波数极限中占主导地位,并使管道中的临界雷诺数和哈特曼数呈线性依赖关系。小纵横比的管道结果收敛到 Orr 的原始能量稳定性结果,即对平面泊肃叶基流施加展向均匀扰动。我们还研究了特征模态的不同可能对称性以及管道几何中的纯流体动力学情况。
摘要:屋顶压力统计数据是 ASCE 风荷载设计条款的基础,通常通过边界层 (BL) 风洞测试获得。然而,人们已经认识到一个长期存在的问题——不同 BL 风洞报告的结果不一致。请注意,这些 BL 风洞测试往往遵循标准设置,使用既定的仪器和设备测量缩小的建筑模型上的流量和压力,并使用通用方法处理数据。导致报告的压力统计数据存在不可忽略的差异的主要因素是什么?考虑到风洞数据在作为 CFD 工具验证的参考案例方面的作用越来越大,必须严格评估现有的风洞压力数据,并深入了解风工程界的这一突出问题。这项工作将重点关注 NIST 和 TPU 气动数据库中存档的模拟 BL 流入的孤立低层建筑模型的选定案例的屋顶压力数据的时间序列。结果包括瞬时压力、平均和 RMS 表面压力的直方图,以及由 Gumbel 模型根据屋顶上的压力抽头位置和风向估计的峰值压力。我们希望找出风洞测试中导致结果差异的主要因素,并帮助解决这一问题。关键词:风洞测试、数据不一致、NIST 气动数据库、TPU 气动数据库 1.简介 风洞测试创建了一个受控的、理想的、模拟的边界层流动条件,并使用缩放的建筑模型来重现感兴趣的风结构相互作用。对于风荷载试验,主要测量量包括局部表面压力和/或总力和力矩,以及模型所受的流入特性(风速剖面、湍流水平和频谱)。边界层风洞试验极大地促进了风荷载设计。然而,风洞试验结果的不一致性一直是风工程界公认的长期问题。例如,对来自六个著名风洞实验室的风压数据的变异性进行了比较,得出结果的变异系数在 10% 到 40% 之间(Fritz 等人,2008 年)。风洞结果的差异可以归因于风荷载测量和估计的多个方面。风洞可能受到实现 ABL 风的全光谱的能力限制(由于物理尺寸和缺少粗糙度细节而切断大尺度和小尺度的湍流结构)、相对较低的 Re 数范围以及与特定设备相关的不确定性。就低层建筑模型而言,高度与边界层气动粗糙度(H/z 0 Jensen 数)的比率在实用上非常具有挑战性。建筑特征和表面纹理难以建模,这可能会极大地影响表面的关键流动分离、重新附着和涡流发展
介绍。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 波反射.........• , .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 穿孔墙概念 • • .• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 18 模型尺寸标准。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 部分开放墙壁的波反射••••••.。。• 。。20 波浪消除。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 斜孔对波反射的影响••••••••••24 壁厚的影响。• • • • • • • • • • • • • • • • • 。• • 。• 。• • • • • • 27 孔尺寸要求。。• 。• • • • • • • • • • 。• • • • • • • • • • • • • • • • 30 边界层对波反射的影响• • • .• • • 33 总结备注......... , .。• • • • • • 31 墙面收敛和发散 • • • • • • • • • • • • • • • • • .....................。。34
13.摘要(最多 200 个字)本报告描述了 AEDC 连续流高超声速风洞中用于静态稳定性、压力、传热、材料/结构、边界层过渡和电磁波测试的程序。由于定义高超声速飞行器的热环境非常重要,因此特别强调传热技术。概述了高超声速飞行器部件开发中使用的材料/结构测试方法。不幸的是,预测过渡的方法已经困扰了空气动力学家三十多年,并且仍有许多未解问题。本报告简要介绍了影响过渡的许多参数,并为有兴趣专门研究此主题的人提供了大量参考资料。讨论了使用三重球的方法,并提供了说明性数据。电磁波测试是一种相对较新的测试技术,它涉及多个学科的结合:气动热力学、电磁学、材料/结构和高级诊断。这项新技术的本质是处理电磁波(RF 或 IR)在通过以高超音速飞行的导弹的弓激波、流场和电磁(EM)窗口时的传输和可能的失真。14.主题术语 电磁波、导弹导引头系统、高超音速飞行器、边界层、瞄准线误差、机鼻雷达罩
最近已显示在湍流边界层(TBL)中应用动态自由滑道边界,向外移动了近壁横向涡度从墙壁上移开,并将壁皮摩擦降低了40%以上。在此,我们提出了一种由动态自由滑行边界引起的局部重新性化机制,从能量交换和运输的角度来看。提出了与平均运动,湍流运动和无剪切振荡运动相关的能量成分的空间演化。对近壁区域中平均能量交换过程的分析表明,针对规范向下湍流能量级联,湍流的能量被转移到平均运动中。将大量的能量提供给无剪切动作,该动作“置换”了高度湍流和剪切的运动。复发机制与壁附近的剪切运动的外向横向涡度和剪切运动的耗竭有关。作为操纵壁剪应力产生的关键区域的有效方法,动态自由滑移边界比常规的雷米线化过程产生的效果要强得多,可用于减少有效的阻力减少和边界层控制。
我们已经写出了水流方程。从实验中,我们找到了一组概念和近似值来讨论解决方案——涡街、湍流尾流、边界层。当我们在不太熟悉的情况下遇到类似的方程,并且还不能进行实验时,我们会尝试以一种原始、停滞和混乱的方式求解方程,以确定可能出现哪些新的定性特征,或者哪些新的定性形式是方程的结果。
NEN 8100 – 建筑环境中的风障和风害 CUR 103 – 建议 103。风洞调查。 Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving VDI 3783/12 – 环境气象学。大气边界层流动和扩散过程的物理模拟。风洞的应用。 2000 年 12 月。RBL 2007 – 2007 年空气质量评估方案,Staatscourant 2007 年 11 月 13 日,220,第 21 页。