在密度均勻的淺水流體中,由于流體的上下邊界作用,會(huì)抑制動(dòng)量源流動(dòng)的垂向傳播發(fā)展,形成類似分層流體中偶極子渦的準(zhǔn)二維大尺度渦結(jié)構(gòu)。該文通過數(shù)值模擬手段,以圓形噴管射流模擬動(dòng)量源,對層流動(dòng)量源在淺水條件下生成準(zhǔn)二維大尺度渦結(jié)構(gòu)的流場特性進(jìn)行了研究。數(shù)值研究中,為考慮淺水流體上邊界自由面的影響,設(shè)置了空氣層;流體的下邊界層設(shè)置為固壁條件;同時(shí)還考慮了不同的雷諾數(shù)影響。研究結(jié)果針對流場中射流主流軸向速度分布、過射流軸線的水平斷面和自由表面速度場和渦量場進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,由于上下邊界的存在,主流軸向速度分布關(guān)于中心軸非對稱,而僅在水平斷面上保持軸對稱,這與無界射流的情況相差較大。同時(shí),過射流軸線的水平斷面和自由表面流場具有較高的相關(guān)性,這表明大尺度渦的流動(dòng)顯示出很強(qiáng)的二維流動(dòng)特性。進(jìn)一步對上述兩個(gè)平面的渦量場進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)流場的平均渦量與時(shí)間冪次成正比關(guān)系,而且三個(gè)不同雷諾數(shù)下平均渦量的增長和衰減規(guī)律是基本不變的。 

【文章來源】：水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2019,34(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁


本文編號：3025642