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力学与空天技术系
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力学讲堂 | 陈军高级工程师:可压缩边界层和热对流的湍流大尺度结构研究

发布时间:2018-11-05  点击次数:1406

主 办:力学系与湍流重点实验室
报告人:陈军 高级工程师
时 间:11月09日 周五 中午12:00
地 点:力学楼434室
主持人:刘谋斌 研究员

 


 

报告内容摘要:

 


 

湍流大尺度结构,也称为拟序结构相干结构,是在一定的外部条件作用下从小尺度湍流中产生的有组织流动结构。外部条件是指外加体积力或剪切力作用以及流动的初始条件和边界条件。在更一般的意义上,大尺度有序结构可理解为湍流对称性破缺的结果。壁湍流中的大尺度结构对湍流动量输运、传热/传质以及边界层的行为发挥着关键作用。湍流大尺度结构研究对流动控制、湍流减阻、增强传热和燃料增混等工程问题具有重要的应用价值。

本报告首先介绍为获得拟序结构的几何统计特征,提出速度-涡量相关结构Velocity-Vorticity Correlation StructureVVCS)新概念,获得了可压缩槽道湍流中拟序结构几何特征量随壁面距离的变化规律,揭示了湍流传播速度与拟序结构运动速度的定量关系并提出了Morkovin假设的几何解释。在可压缩湍流边界层中,提取了VVCS空间尺度分别随流向和壁面距离的变化规律,获得了转捩前后拟序结构尺度的多层结构函数。其次,介绍应用边界层多层结构函数和同伦变换,刻画湍流Rayleigh-Bénard热对流的各分区(如大尺度环流、角涡区、风剪切区和羽流发射区)的大尺度结构,建立了角涡区全流场速度函数和基于角涡流动传热物理过程的标度模型,为揭示湍流热对流物理图像提供了一种定量描述方法。最后,针对物理边界条件的几何尺度对隔板自然对流传热效率的影响,建立了湍流-层流流动作用下传热效率数学模型,对最优传热效率工况下的几何参数进行预测,获得了与直接数值模拟准确一致的结果。该研究可推广到自然对流增强换热的工程应用中。

 
报告人简介:

 


 

陈军高级工程师,1990年毕业于上海理工大学工程(流体)力学专业;1993年北京大学力学系硕士研究生毕业;20005月至200111月,在澳大利亚墨尔本大学机械与工程力学系访问。

19939月至今,在北京大学力学系任助理工程师、工程师、高级工程师。在职工作期间,获得了北京大学理学博士学位。

科研方向:湍流流动机理、实验流体力学、风工程与环境流体力学。

 
 
 
 
 
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