旋轉(zhuǎn)同心圓筒間的流動(dòng)稱(chēng)為T(mén)aylor-Couette(TC)流,是最簡(jiǎn)單的曲線流動(dòng)之一。G.I.Taylor早在1923年就對(duì)此進(jìn)行了細(xì)致研究;在他之后,有許多學(xué)者研究了這種流動(dòng)的流體穩(wěn)定性問(wèn)題,但鮮有人再細(xì)致研究其層流形態(tài)。鄒文楠教授通過(guò)對(duì)流體粘性作用機(jī)理的探討,提出用自旋場(chǎng)和彎扭場(chǎng)描述湍流中的小尺度渦旋運(yùn)動(dòng)和大尺度渦旋結(jié)構(gòu),利用對(duì)流體作用量的變分方法推導(dǎo)流體動(dòng)力學(xué)方程,建立了一套比經(jīng)典理論內(nèi)涵更加豐富的流動(dòng)理論。新理論和經(jīng)典的Navier-Stokes方程理論在TC流動(dòng)會(huì)給出不同的環(huán)向速度分布預(yù)測(cè)。針對(duì)于此,本文的研究目標(biāo)是同心圓筒以相同的低轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)時(shí)筒間流體的層流速度分布,通過(guò)設(shè)計(jì)一套高精度實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果如下:(1)當(dāng)內(nèi)外筒以相同角速度做旋轉(zhuǎn),經(jīng)典理論給出筒間流體是做剛體旋轉(zhuǎn),筒間粘性力處處為零;但新理論表明內(nèi)外壁存在粘性力,并且內(nèi)部流體會(huì)比壁面附近流體旋轉(zhuǎn)速度較大,這與經(jīng)典理論中內(nèi)部流體旋轉(zhuǎn)速度處處相同有明顯區(qū)別。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中表現(xiàn)為所測(cè)得的筒內(nèi)中部速度會(huì)略大于剛體旋轉(zhuǎn)速度,通常人們會(huì)將其解釋為端部效應(yīng)亦或是實(shí)驗(yàn)誤差。而新理論解析解曲線恰好能與其吻合。(2)利用單幀...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＰＩＶ測(cè)量原理??粒子圖像測(cè)速儀是一種多點(diǎn)、非接觸式的流場(chǎng)測(cè)量?jī)x器

曝光兩次，形成兩張ＰＩＶ底片（同一區(qū)域、不同時(shí)刻）。在圖像處理時(shí)，將底片??分割成許多較小的問(wèn)詢(xún)區(qū)（Ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ?Ａｒｅａｓ），利用互相關(guān)或自相關(guān)的算法求得??問(wèn)詢(xún)區(qū)內(nèi)示蹤粒子的位移，并對(duì)問(wèn)詢(xún)區(qū)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，最終求得的??平均值作為問(wèn)詢(xún)區(qū)內(nèi)所有示蹤粒子的....

圖１．２同心圓筒間ＴＣ流模型??

較為粘稠的流體，如果內(nèi)外圓柱的間隙相對(duì)狹窄，??異能如此。圓柱體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)會(huì)變得平穩(wěn)。??Ｍａｕｒｉｃｅ?Ｃｏｕｅｔｔｅ曾在他１８９０年的論文中提到過(guò)這種裝置，也被稱(chēng)作Ｃｏｕｅｔｔｅ??粘度計(jì)｜１９１。在此之后，Ｇ．ｌ．ＴａｙｌｏｒｌＷ吸收和學(xué)習(xí)了前人的經(jīng)驗(yàn)。他在１９２３年的論??....

圖２－】圓柱坐標(biāo)系??

第２章Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流環(huán)向速度解??第２章Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流環(huán)向速度解??同心圓筒間Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流是一種最簡(jiǎn)單的曲線流動(dòng)，長(zhǎng)久以來(lái)一直備受??廣大學(xué)者的關(guān)注，因?yàn)樗那蠼膺^(guò)程相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，而且Ｔａｙｌｏｒ曾在１９２３??年的論文中給出....

圖２－２二維ＴＣ流運(yùn)動(dòng)圖??

第２章Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流環(huán)向速度解??Ｚ方向：??ｄｕｚ?ｄｕｚ?ｕｅ?ｄｕｚ?ｄｕｚ??ｄｔ?＋?Ｕｒ?ｄｒ?＋?ｒ?ｄ６?＋?Ｕｚ?ｄｚ??１?ｄｐ?ｄ２ｕｚ?１?ｄｕｚ?１?ｄ２ｕｚ?ｄ２ｕｚ??ｐ?ｄｚ?＋?Ｖ（?３ｒ２?＋?ｒ?＋?ｒ２?＋?５ｚ２）?＋?＆....

本文編號(hào)：3922060