基于本征正交分解的动边界环形缝隙流场诊断分析
缝隙流动的流体应力脉动、流致振动等瞬态现象往往会对水力机械的稳定运行产生一定影响,以往的缝隙流动层流近似求解与边壁脉动压力测量无法对瞬态现象进行全场的定量描述.本文以有压有限域内的动边界环形缝隙为研究对象,对该流场在完全湍流状态下的物理试验结果进行了基于本征正交分解的全场诊断分析.结果表明:流体应力方面,流场前部的雷诺应力迅速增长,在流场中部维持一定幅值,在流场后部迅速沿程递减.主流沿径向的平均对流输运强度,高出同一工况时径向流沿周向的对流输运强度4～7倍,高出主流沿周向的对流输运强度6～14倍;流致振动方面,功率谱密度函数表示的流场流致振动频谱在同一流量时有着较为明显的分区趋势,对于低频段(0～10 Hz)与高频段(120 Hz以上)环隙宽度较小时功率谱密度较大;对于中频段(10～120 Hz)则是环隙宽度较大时功率谱密度较大.对于环隙流场,环隙宽度的减小对于其较大尺度的流致振动抑制作用较强.此外,使用本征正交分解识别出了流场的拟序结构,并且使用低阶模态对雷诺应力进行重构可以较好的估计流场的雷诺应力.
环隙流场、动边界、本征正交分解、功率谱密度、雷诺应力
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TV134(水利工程基础科学)
国家自然科学基金;山西省自然科学基金
2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共10页
1490-1499
