一、Visualization of Coherent Structures in Acoustically Forced, Gas-Particle Turbulent Round Jet（论文文献综述）
蔡腾飞[1]（2021）在《自振射流频率特性及冲蚀行为的实验研究》文中提出自振射流具有的高频压力振荡及由此诱发的强烈空化作用,在淹没乃至高围压环境下可显着提高射流冲蚀能力,因此该技术在深海资源开采、深井石油钻探、海上救援等领域具有广阔应用前景。但高围压深海环境下自振射流特性获取困难,导致其频率特征及空化冲蚀行为尚不十分清晰,限制了其在深海及深井中的推广应用。本文首先对自振射流频率特征及冲蚀行为进行理论分析,并针对性地提出一种基于管道流体压力信号的自振射流特性检测方法,据此搭建高围压自振射流特性检测平台。通过研究围压下自振射流频率特性及空化冲蚀行为,获取了围压下自振射流特性,揭示了其演化规律及机理。基于高速粒子图像测速技术展开可视化研究,进一步探究了不同喷嘴结构下的自振射流涡环演变及流场特征。主要研究内容如下:（1）首先对高围压下自振射流频率特性及冲蚀行为进行理论分析,阐明了高围压下自振射流机理。基于水声学、瞬态流理论等建立谐振腔声学固有频率关系式,开展了包括声学固有频率、自振射流自激频率及结构化频率、空化噪声频率在内的频率特性理论分析,研究了各频率影响因素。基于空泡动力学、边界层理论、空化理论,分析高围压下自振射流空化及冲蚀机理,初步得到冲蚀行为影响因素。（2）为解决高围压下自振射流频率特性难以检测问题,提出一种基于管道流体信号的自振射流特性检测方法,据此搭建了高围压自振射流特性检测平台。与传统方法相比,该方法将压力传感器从高压釜内移至高压釜外的前端管路上,使其不受实验围压的影响;通过双压力传感器拾取管道流体压力脉动信号,并运用信号处理方法有效抑制干扰噪声,提高有用信号强度,准确获取射流的压力脉动信息,实现了高围压下自振射流特性的获取。（3）在获取围压下自振射流信号的基础上,基于信号分析方法开展了围压下自振射流频率特性及其影响因素研究。基于频谱分析法,首先对射流频谱特征进行分析,得到射流频谱结构与共振状态关系。在此基础上,开展不同谐振腔几何结构的声学固有频率研究,获取其演变规律;研究不同围压下射流结构化频率特性影响因素,得到影响规律及机理。上述研究揭示了围压下自振射流频率特性,实现了射流振荡状态调控。（4）在自振射流振荡状态可控前提下,基于空化噪声分析及冲蚀实验法研究自振射流冲蚀行为,构建了冲蚀行为与压力脉动和空化特性的关系。在此基础上,针对高围压条件下各因素如谐振腔和出口几何结构、靶距及空化数等对冲蚀行为影响展开研究,得到各因素影响规律及机理,揭示了高围压下自振射流空化冲蚀行为。（5）基于高速粒子图像测速技术,搭建自振射流流场特性实验平台,获取了不同喷嘴结构下自振射流边界层涡环脱落规律。基于流场分析法,研究不同喷嘴出口结构下自振射流平均速度场、湍流场、瞬时速度场及拟序结构特性,探究了喷嘴孔口结构对自振射流流场及涡环特征影响规律,并揭示了其内在影响机理。
窦凯[2]（2021）在《N2-CO2多相混合物制备及灭火特性研究》文中进行了进一步梳理煤层火灾是一种严重的矿山灾害,每年造成严重的安全及资源损失问题。本研究通过理论分析、实验研究和数值模拟,对液氮与液态二氧化碳混合制备干冰颗粒组成气-液-固三相混合物体系的形成机理及对煤炭自燃火灾的灭火性能进行研究。首先,理论研究了液氮和液态二氧化碳深冷制备干冰颗粒的成核、结晶机理与动力学。通过PR状态方程和范德瓦尔混合规则,进行气-固平衡计算,得出较为准确的CO2凝华温度方程;在N2-CO2的二元混合系中,CO2凝华温度与CO2浓度和系统压力成正比,均相成核过程中气相与固相之间的吉布斯自由能差作为气-固相变的驱动力,使得气态二氧化碳凝华生成固体干冰小颗粒;通过经典成核理论,得出CO2成核率的关联式及干冰晶体的生成和成长规律。其次,通过自建干冰制备系统实验台与可视化CO2相变特征测试,分析不同注输比例、不同管路夹角及不同长度管路混合时管内压力及温度变化情况,分析了其相态变化及传热特性。结果表明:二氧化碳注输浓度增大,液氮注输流量增大,管路夹角增大,管路长度减小时,凝华温度相应增大,凝华发生时间提前,凝华量增多,更容易生成干冰小颗粒。随着气流流动,管路中凝华层厚度增加并不断向管路上部扩散,在喷射动力液氮的流动携带下喷出雪花状的干冰颗粒。再次,通过fluent软件对N2-CO2在不同比例及不同管路类型中的混合特性进行模拟,与实验结果进行对比分析,结果表明:随着N2与CO2比例及管路夹角的增大,流体流速增大,温度下降速率加快,管路中干冰生成体积分数增多,与实验结果基本吻合。最后,通过高温松散煤体降温灭火实验,得到不同压注流量下实验箱中不同测点温度、CO、O2等浓度变化情况。结果表明:在LN2提供低温冷源的作用下,CO2在管道传输过程中与LN2混合,以气-固-液三相形式注入实验箱,迅速发生相变,有序结构受到破坏,气态CO2吸收大量热量,箱体中空气和煤体温度迅速下降,大流量注入时防灭火性能更佳。通过对比单独注入LN2和LCO2的防灭火效果,得出惰气浆液防灭火技术兼具LN2和LCO2防灭火优点,降温降氧效果显着,防灭火效果优于LN2和LCO2。
陈潜[3]（2020）在《液体脉动射流初次雾化机理研究及涡结构辨识》文中研究表明本文使用VOF（Volume of Fluid）界面追踪方法和基于树形数据结构的自适应求解算法来研究液体射流的雾化破碎过程以及外加扰动对射流破碎机理产生的影响,并探讨基于深度学习的模型对射流流场的涡核心区域进行有效的识别。对于两相不可压高速射流问题,在无扰动情况下,液体射流的头部、液丝和液滴随着射流时间的发展不断发生演变,射流头部先呈现蘑菇状外形,随后液丝生成,并慢慢转变成网兜状,直至断裂形成小液滴。在周期性流向强迫的作用下,射流液柱的表面会形成周期波,其液丝破裂形成液滴的时机与稳定射流情形相比会有所提前,射流形成的头部更趋于扁平,最终生成的液滴数量更多。文中主要分析了扰动频率和扰动幅值对射流破碎特征的影响规律。研究发现,在基频附近从小到大缓慢增加振动频率,射流破碎长度会先减小后增大。射流未扰动液柱长度（L）、液滴直径的概率密度分布（PDF）和液滴直径（SMD）等指标受扰动频率的影响显着,并在中低频段和中高频段有不同的表现。在考察的幅值变化范围内,扰动幅值对射流破碎长度的影响并不显着。强迫扰动作用下液体射流表面波的形成、发展及失稳与涡运动学有很大的关系,涡结构的识别及其演化特征的分析对射流流场的研究意义很大。为此,本文提出了Vortex Net的深度学习网络结构,具备从任意时刻的射流流场速度云图快照中快速识别出涡核心区域的能力,适用于,适用于不同尺度涡结构的识别。将深度学习模型和动态模态分解（Dynamic mode decomposition,DMD）结合在一起,可以提升模型的识别率。将连续的高采样率的速度云图快照进行DMD分解并提取出主模态,与涡核心区域对比发现,涡核心伴随出现在主模态极值区域附近,远离主模态极值的区域不存在涡。把该约束条件加入深度学习模型的损失函数中进行参数训练,明显提高了模型识别精度,降低了模型的误差率。
崔立华[4]（2020）在《自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究》文中指出自振射流因具有强烈的空化作用,被广泛应用于深海资源开采领域,而其频率特性直接影响空化效果,进而影响射流的冲蚀特性。但是在复杂的深海环境下,自振射流的频率特性因受射流非定常瞬态流动及其周围环境因素的影响,其频率结构与空化特性的关系一直不清,影响了射流空蚀效果的进一步提高。本文针对自振射流瞬态流动特点,研究自振射流频率特征、时频特性、空化特性以及多物理场作用,建立流场特性与空化作用、打击冲蚀效果之间的评价体系。本文首先阐述了自振射流的瞬态流动特性及频率特征,基于水声学原理、流体瞬变流理论,分析了自振射流喷嘴的声学共振频率特征;基于空化空泡动力学,探讨了流场域空化频率特性;基于此获取了自振射流的特征频率组成。考虑深海高围压环境,结合自振射流多物理场实验平台,依据自振射流的频域响应,设计了自振射流喷嘴的物理结构。基于自振射流流场频带组成,对风琴管式自振射流喷嘴的频域结构进行解调分析,提取了共振频率及其谐波、空泡振荡频率、游移空化频率以及这几类特征频率相互作用形成的相干频率。在此基础上,研究自振射流的空化指示特性,给出不同空化状态的特征频率组成经验公式。基于自振射流频域结构的解调分析,考虑自振射流流体压力脉动信号的非稳态特性,提出采用时频分析方法研究自振射流共振频率的时变特性。对比研究Morlet小波变换耦合小波脊线、同步压缩小波变换耦合小波脊线两种时频分析方法,并在可行性、降噪性能、以及工程应用性三个方面进行验证。在此基础上对深海高围压环境压力脉动信号进行时频分析,获取信号的时频特性及非平稳特性。针对自振射流的非定常瞬态流动特点,采用CFD数值仿真方法,建立自振射流湍流空化模型,运用自振射流共振频率及其谐波进行验证,获取自振射流流场的速度分布、压力振荡及空化特性。基于自振射流的流场特性,辨识空化噪声来源,获取自振射流空化空泡的时空演变过程及其周期分布特性,研究自振射流的冲蚀效果。本文研究为在深海高围压环境下实现调制特征频率、控制空化特性、获取不同冲蚀模式提供一定的理论指导;为优化喷嘴结构、寻找最优靶距、提高打击效果提供技术支撑。
苏杭[5]（2019）在《中等流速比不可压脉冲横向射流结构特性的实验研究》文中认为脉冲横向射流是一种复杂的多尺度流动形式,广泛应用于能源化工及航空航天领域,具有重要的理论研究和工程应用价值。目前对于横向射流的研究主要集中在穿透、掺混及扩散特性上,而对于脉冲横向射流宏观及微观多尺度结构及控制影响因素尚缺乏足够认识。鉴于此,本文综合使用激光诱导荧光（LIF）和粒子图像测速仪（PIV）,在自行设计搭建的小型循环水洞上,对不可压的稳定及脉冲横向射流开展了实验测量,详细研究了流速比R=3、4、5,脉冲频率f=0.5、0.75、1,占空比α=35%、50%、65%、100%的脉冲横向射流宏观平均流场结构和微观湍流拟序结构特性。首先应用激光诱导荧光（LIF）方法,通过高速摄像对不同断面的稳定及脉冲横向射流瞬态结构进行了连续成像,得到了脉冲横向射流多尺度结构的演化发展特性;在此基础上,通过高分辨率粒子图像测速仪（PIV）测量得到了连续和脉冲横向射流的平均湍流统计量,包括平均速度、湍流耗散率等,以表征横向射流的穿透及掺混特性;接着,对PIV获得的瞬时速度场进行了本征正交分解（POD）处理,并结合拟序涡识别与提取算法,分析得到了横向射流中涡核大小和旋转强度的统计分布特性;最后,应用有限时间李雅普诺夫指数（FTLE）分析方法,提取到了横向射流中拉格朗日拟序结构（LCS）,解析了横向射流中潜在的流体输运及掺混路径。结果表明,稳定横向射流中,宏观掺混区域主要分布于射流充分发展段及其后缘回流区,微观湍流拟序结构则主要分布于射流下游的近壁边界层和射流剪切层,其潜在输运路径包括了横流回流区域和射流前缘边界。加入脉冲调制后,横向射流穿透性和掺混性都显着增强,主要掺混区域由射流下游的充分发展段转移至喷嘴出口附近的射流剪切层,并且流场中的湍流拟序结构尺度增大、强度增强,与此同时射流下游近壁面附近的小尺度涡结构则逐渐消失,流体微元的输运掺混路径也逐渐集中到射流前后缘剪切层。最后,对比结果证明,占空比是脉冲横向射流的主要控制参数。
吴智[6]（2019）在《湍流射流和机翼绕流控制优化系统》文中认为流动控制是流体力学研究领域中一个非常重要的研究方向。截至目前,大部分流动控制研究是采用被动控制或者开环主动控制。这两种方法都取得了比较好的控制效果。但是被动控制要求对机械装置进行较大幅的改动,而且不容易更改控制参数。开环控制虽然可以方便的改变激励器的控制参数,但是控制参数是实验前预先设定的。在运行环境改变的情况下,最优控制参数也随之改变,开环控制不能够实时对控制参数进行优化。因此,设计一种可以实时优化控制参数的闭环控制系统对提升控制效率,增强流动控制效果有很重要的意义。流动分离和射流混合是流体控制领域典型的湍流现象。如何抑制流动分离,增加射流混合效率一直是科学界的研究热点。有学者曾采用传统斜率搜索算法构建闭环控制系统用来抑制流动分离,然而系统稳定时间过长。因此,本文的研究目的是设计一种快速响应闭环控制系统来抑制流动分离,增加射流混合效率。针对流动分离控制,本文设计了一套闭环流动分离控制系统,其包含翼型、闭环控制器、测力传感器和等离子执行器四个部分。实验采用一种新型绝缘介质阻挡放电等离子执行器（dielectric barrier discharge plasma actuator）来控制NACA0015翼型表面流动分离。本文分别对开环控制和闭环控制进行了详细的研究。开环控制实验表明该新型等离子执行器可以延迟失速角,增加升力系数。闭环控制算法采用基于拓展卡尔曼滤波器（EKF）的斜率搜索方法对等离子执行器的输入电压幅值进行调节。相比传统极值搜索算法,改进的控制算法可大幅提高收敛速度并具有较强的鲁棒性。斜率搜索方法在翼型流动分离控制中取得了非常优异的控制效果,因此,该算法被进一步拓展到了射流混合控制领域。本文设计了一套单输入-单输出的闭环控制系统来优化脉冲微射流激励器的控制参数,进而达到增加圆形主射流混合效果的目的。该系统采用射流出口下游5倍出口直径D处射流中轴线速度衰减率为反馈信号,微射流的激励频率或者流量为输出信号,采用极值搜索方法分别对微射流的频率或者流量进行优化。实验结果证实该系统可以分别对微射流的激励频率和微射流流量进行优化。当采用基于EKF的极值搜索方法时,该系统可以大幅缩短收敛时间,提升系统的动态响应能力。实验结果证实该系统适用于优化单一控制参数的射流混合控制。由于单输入-单输出控制系统只可以对单一参数进行优化,但在实际应用中,工作环境的改变会引起多个最优参数发生改变。因此,本文将上文中采用EKF的单输入-单输出系统拓展成双输入-单输出控制系统。与单输入-单输出控制系统类似,该系统也采用中轴线射流出口下游5D处速度衰减率为反馈信号,微射流的激励频率和流量为输出控制信号。实验在雷诺数为5700到13300范围内开展。实验证实该系统可以快速且同步寻找到最优的微射流激励频率和微射流流量,进而得到最佳控制结果。该结果与开环控制结果相一致。此系统对雷诺数的改变具有一定的鲁棒性,且对控制器初始参数的改变具有自适应性。研究还发现,当雷诺数增加或者降低时最大的速度衰减率仍保持不变。即该控制系统的控制性能基本上不受雷诺数的影响。相比于之前的研究,该双输入-单输出系统的成功应用大大提升了射流的混合效果,同时该控制系统还可拓展至其他的控制领域。上述极值搜索算法属于线性控制方法,接下来的研究中采用了一种非线性机器学习方法进一步优化湍流射流的混合。实验采用两支分别放置于射流出口下游3D和5D位置的热线传感器来测量流场信息。5D位置的中轴线平均速度被用来表征射流混合性能。该速度的降低与势流核附近的夹带增强相关。采用机器学习控制来优化传感器反馈控制、多频耦合控制以及两者的结合。机器学习最终寻找到最佳控制律为单一频率的小占空比信号,取得了比前几种控制方法更好的控制效果。另外,实验结果表明,在当前射流控制条件下,多频率耦合或传感器反馈控制都不会进一步改善射流混合。射流混合结果证明了机器学习在快速学习优化总体控制策略方面有尚未开发的潜力,甚至可以自主选择开环或闭环控制。但是,机器学习方法的收敛速度相比极值搜索算法收敛速度要慢,与系统的开环参数优化方法所用时间相近。综上所述,本文分别采用斜率搜索方法、极值搜索方法以及机器学习方法设计了多种闭环控制系统,分别实现了抑制翼型表面流动分离和增加射流混合的目的。多输入-单输出控制系统的效果要明显优于单输入-单输出控制系统。采用机器学习控制可以实现多参数非线性优化,在这三种控制方法中取得了最佳的控制效果。本文研究结果表明,闭环控制在流动控制领域展现出了极强的应用潜力,可以进一步拓展到其他类型的湍流控制领域。
李虹[7]（2018）在《无叶风扇出口环形缝隙射流的实验研究与数值分析》文中提出无叶风扇的问世为风机领域引入了新的吹风机制——环形缝隙射流。因无叶风扇的“空气倍增”特性（上方出风量比下方进气量增加多倍）、湍流研究的重要性,以及中空喷嘴的自由气体环形缝隙射流的研究缺失性及其良好的应用前景,无叶风扇出口环形缝隙射流的研究具有较高的学术及应用价值。本文采用了以热线风速仪测速与通风多参数检测仪测压的两项实验为主、RNG k-e模型的数值模拟为辅并结合湍流理论研究的方法,在多雷诺数下,对无叶风扇出口环形缝隙射流进行了较为全面系统的研究。本文的目的是通过时均流与湍动流（包括小尺度湍流）在各横截面及沿轴线的各流动参量的剖面,获得无叶风扇出口环形缝隙射流的流动特性、流场结构及射流的完整发展,从中深入研究无叶风扇“空气倍增”的根本内在机理——拟序运动及其演变的规律,阐释了拟序运动对于出口环形缝隙射流各阶段发展所起的具体作用以及湍流场的间歇性状态,此外,以新型的偏心缝隙结构实施对环形缝隙射流的被动控制,并分析雷诺数对流场的影响。通过研究发现了以下流动现象和结论:1.无叶风扇流动特性及拟序运动的研究。无叶风扇的高雷诺数出口环形缝隙射流,经Coanda效应,通过拟序结构的运动而形成了高湍动强度的自由剪切层。因拟序运动,无叶风扇所谓的“空气倍增”由两处卷吸共同实现:一为对出风框前方沿程气体的展向裹入卷吸,二为对出风框后方气体的向前卷吸。本文的模拟中,在出风框前方3m处的出风流量为下方进气量的26.6倍,其中前方沿程气体的带入量为后方气体的2.41倍。后方被卷吸向前的气体,进入了近场区的环形射流的内部,从而使该区域的拟序运动状况对整个流场产生了重要的影响。沿流向,吸入周围流体的展向马蹄涡的尺度及下端缺口均越来越大,上下不对称而水平方向基本对称。因此,无叶风扇的出口流场中,时均速度场、脉动速度场及压力场在垂直方向上均为轴不对称分布,而在水平方向均为基本轴对称分布。环形缝隙射流对外界气体的卷吸整体随雷诺数的增加而增长,而近场环形射流内部的卷吸在总体上却随雷诺数的增加而降低。2.无叶风扇出口环形缝隙射流的流动结构及小尺度湍流的研究。在近场区的环形射流内部,沿流向,环形缝隙射流对后方气体的向前卷吸逐渐衰变。约在流向0.5d处（d为Coanda面的喉部直径,以出风框的前端面为基准）,展向马蹄形涡结构对下方流体的“吸入”开始活跃,沿流向,这种向上的吸入越来越强烈;约至流向1.5d处,上侧大尺度拟序结构使环形射流开始向上合并,下侧流场被“吸入”上侧;同时,流场合并中的拟序运动使剪切层失稳,流向2.2d处小尺度湍流因此被激发得最充分,2.2d之后湍流场随拟序结构的缓慢衰变而衰变;约流向3d处,环形缝隙射流基本完成合并。全流域的时均速度、轴线0.7d2.2d之间的湍流强度均随雷诺数的增加而增长。湍动能耗散率、Kolmogorov尺度η等小尺度湍流的流动量比时均流更早进入自相似状态,对于流场条件的变化,小尺度湍流反应更灵敏。3.无叶风扇出口环形缝隙射流的合并后单股射流的研究。合并而成的单股射流与经典圆形射流存在根本性的区别,其射流扩展并不具备完全的轴对称性。雷诺数对合并后射流在垂直方向的特征半厚度影响不大,雷诺数对合并后射流的卷吸效应主要在于水平方向的正向影响。高雷诺数可提高合并后射流的大涡含能量,促进湍流更充分地发展,亦加快了下游湍流场的流向衰变。4.无叶风扇出口环形缝隙射流的被动控制研究。无叶风扇在现阶段尚存垂直方向的流场不均衡、增大通风量及降噪的问题。本文提出的S0.9型、S0.75型与S0.6型的三种偏心缝隙的新型结构,经预测性良好的RNG k-e模型的数值模拟的验证,对于无叶风扇垂直流场的不均衡均有较高的改善作用,并在一定程度上增大了通风量。其中,S0.6型在中远场区的控制最佳。偏心结构能够控制流场的根本原因在于在近场区减弱了上侧拟序运动而增强了下侧拟序运动;近场区的环形射流内部为控制无叶风扇环形缝隙射流的重要区域。
刘日超[8]（2017）在《航空发动机燃烧室喷雾燃烧数值方法及应用研究》文中研究说明主燃烧室作为航空发动机的主要部件,其性能直接影响航空发动机的总体性能。燃烧室中燃油的雾化、蒸发和混合等过程对燃烧室点火、火焰稳定、燃烧效率、总压损失、出口温度场分布以及污染排放等均有显着影响。深入研究燃油雾化过程,特别是首次雾化过程对于揭示航空发动机燃烧室高温高压和强旋流条件下的喷雾燃烧机理至关重要。开展航空发动机燃烧室煤油喷雾燃烧试验和数值模拟研究,对于理解湍流两相燃烧过程和指导燃烧室设计等具有重要的理论意义和工程实用价值。本文对射流雾化理论的研究历程进行了回顾,并对射流雾化机理,包括首次雾化机理、二次雾化机理以及颗粒的碰撞与蒸发过程进行了总结,同时对发动机燃烧室燃油喷雾燃烧过程的国内外研究进展进行了概括。本文建立了首次雾化模型、二次雾化模型、颗粒传热与蒸发等模型,自主开发了航空发动机燃烧室三维两相燃烧数值模拟软件。首次雾化模型采用线性不稳定液膜雾化模型（Linearized Instability Sheet Atomization-LISA）和WAVE破碎模型。LISA模型可对液膜形成过程、液膜破碎与雾化过程进行模拟。WAVE破碎模型主要基于Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性理论,可对射流首次雾化过程进行模拟。二次雾化模型采用KH-RT（Kelvin-Helmholtz Ravleigh-Taylor）模型,KH-RT模型同时考虑了KH及RT不稳定性的影响。本文通过多个算例对雾化模型的可靠性进行了验证。针对横向来流作用下的射流雾化,通过试验验证了WAVE破碎模型和KH-RT模型的可靠性,并对比分析了多个二次雾化模型的适用性。针对甲醇液雾抬举火焰,对不同工况下的抬举火焰高度、火焰结构、组分的分布以及液滴特性的空间分布等进行了数值模拟研究,进一步验证了WAVE破碎模型和KH-RT模型的可靠性,同时也验证了本文采用的标准蒸发模型和火焰面燃烧模型的可靠行。针对贫油直喷喷嘴的喷雾燃烧,分别采用LISA模型和KH-RT模型模拟了液膜在强旋流作用下的首次雾化过程和二次雾化过程,并采用标准蒸发模型和火焰面模型模拟了喷雾燃烧过程,得到了冷流和燃烧状态下液滴颗粒直径和速度的分布,验证了LISA模型和KH-RT模型在强旋流下的可靠性,也进一步验证了蒸发模型和燃烧模型的可靠性。采用粒子场脉冲激光全息成像技术,对常温常压下离心喷嘴射流雾化的雾化场进行了测量,得到了液滴颗粒直径、数密度的空间分布。同时对该离心喷嘴射流雾化进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,验证了本文发展的雾化模型的正确性。采用大涡模拟LES（Large-eddy Simulation）与VOF（Volume of Fluid）相结合的方法,对直流喷射的首次破碎过程和横向气流作用下射流柱的变形破碎过程进行了直接数值模拟,探索了射流柱首次破碎机理。成功捕捉到了射流柱破碎的细部结构,发现了在射流表面从射流柱迎风面向两侧破碎的发展过程中,首先经历了由R-T表面波主导的破碎,然后经历了由K-H表面波主导的破碎。采用粒子场脉冲激光全息成像技术,研究航空发动机模型燃烧室的喷雾雾化过程,获得了燃烧室中燃油液滴直径、速度和数密度的空间分布。对该模型燃烧室在冷流状态下的燃油雾化蒸发过程进行了数值研究,得到了燃油液滴在燃烧室内的分布,并将液滴直径分布与试验结果进行对比。对模化状态下燃油喷雾燃烧过程进行了数值研究,得到了燃烧室内各组分浓度的分布、出口温度和煤油液滴等的空间分布,包括液滴的颗粒数、直径和速度。结果表明本文建立的雾化数值模型,能够较好的反映航空发动机燃烧室中高温高压和强旋流条件下燃油从喷射至燃烧的全过程。
朱长安[9]（2017）在《基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术的研究》文中进行了进一步梳理随着人们生活水平的提高,对室内舒适度要求也越来越高,尤其是冬季供暖房间。实际建筑中供暖末段热表面附近气流场会影响室内热环境以及人员舒适度。由于流场自身的复杂性、测量技术手段上的局限性,关于热表面附近气流场特性和机理的研究很不充分。针对固定测点测量对流场干扰大,而PIV等传统场测量又存在设备复杂,足尺空间难以应用等问题,本文利用热表面温度分布与其附近气流场之间的关联性,提出基于红外热成像的热表面附近气流场测量理论及应用技术。为了深入分析该理论及技术方法的适用性,进行了以下研究:（1）根据热表面自身特点以及相关理论知识,初步建立基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术方法。（2）基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术的实验研究。设计并搭建实验台,提出测试实验方法,进行初步基础模型实验。（3）通过与热线以及PIV测量结果进行比较,分析红外热成像测速技术的可行性和适用性,本课题采用理论分析与实验研究相结合的方法进行研究,对上述内容进行了研究,得出:通过对红外热成像理论及其测温影响因素的研究,以及建立了热表面的能量方程,从理论上分析热表面上的能量传递,同时也可以得出影响能量传递的影响因素。类比PIV技术原理以及处理过程,初步建立基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术方法,从理论上分析该技术是可行的。通过基础模型对比实验验证,基于红外热成像的热表面附近流场测速技术适用于自然对流工况下热表面附近流场的测量,而对于流速较高以及表面温差较小的受迫对流工况下的热表面附近流场测量有待进一步验证。利用基于红外热成像的热表面附近流场测速技术获取流场的湍动特性需要处理大量的瞬时矢量场,才能很好地捕捉到流场特性。基于红外热成像的热表面附近流场测速技术只用到红外热像仪,相比PIV技术,其测试仪器少,操作简单,不需要反复调试。这是发展迅猛的红外测温理论及相关技术在流场可视化领域的又一创新。在后续的研究中,会不断完善后处理过程,从而提高基于红外热成像的热表面附近流场测速技术的测速效率。
张永志[10]（2017）在《客机座舱内热环境与流场特征实验研究》文中研究说明定量描述机舱内热羽流对流场的作用是非常必要的,尤其是研究人体热羽流对大尺度环流的作用,是优化机舱内气流组织,改善机舱环境质量的基础。本文针对客机座舱及其环境特点,搭建了实验测量系统,较系统地开展了热湍流测量,大尺度环流测量,以及不同气流组织评估,为设计健康、舒适和节能型的客机环境控制系统提供了数据与理论支持。主要贡献与结论:通过动态热湍流的测量方法,研究了七排客座机舱中乘客热羽流流动规律。使用高频热电偶,通过远程控制的方法,测量人体近壁区的动态温度信号。然后通过统计学方法中偏斜度来分析温度数据。用于研究人体热羽流的湍流特征。通过三维超声波风速仪（UA）测量大尺度环流的大样本量速度信号,通过功率谱分析了机舱中整体热羽流对大尺度环流的能量传递规律。实验结果有助于了解机舱内乘客散发的热羽流对大尺度环流的影响。关于大尺度环流对空气质量的影响也进行了研究,使用示踪气体测量了机舱内的污染物分布。机舱中两个大尺度环流相互作用使得气流混合充分。通过实验研究对比五种不同的机舱内气流组织,评估了机舱模型中不同通风系统的性能。通过使用热电偶,超声波风速仪测量和示踪气体进行相关实验研究,获得了客舱模型的温度场分布,速度场分布和呼吸区空气龄平均龄。并通过数据分析,建立了一套机舱内不同气流组织性能评价系统。主要结论:使用高频热电偶获取热湍流数据,从而分析复杂机舱环境下人体热羽流规律。在机舱环境下,人体腿部充分发展的热羽流会影响躯干的热羽流。座舱内大尺度流动非定常性是由射流碰撞和热羽流相互影响造成的。由于乘客热羽流的扰动增加了机舱内环流能量。乘客热羽流对环流的作用主要体现在环流的卷吸区。建立了客机座舱环境不同气流组织通风效果的评价体系。混合通风系统下,大尺度环流可以强化传热。但使用多个风口送风可以提高速度均匀性。下送上回形式排热效率很高,但是加剧了温度分布的不均匀性。
二、Visualization of Coherent Structures in Acoustically Forced, Gas-Particle Turbulent Round Jet（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Visualization of Coherent Structures in Acoustically Forced, Gas-Particle Turbulent Round Jet（论文提纲范文）
（1）自振射流频率特性及冲蚀行为的实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题来源及研究意义 |
| 1.2 水射流研究进展 |
| 1.3 自振射流研究进展 |
| 1.3.1 射流自激机理研究进展 |
| 1.3.2 频率特性研究进展 |
| 1.3.3 空化冲蚀行为及应用研究进展 |
| 1.3.4 自振射流特性检测方法研究进展 |
| 1.4 自振射流研究现状分析 |
| 1.5 本文主要研究内容与结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 自振射流机理及特性 |
| 2.1 自振喷嘴及射流机理 |
| 2.1.1 自振喷嘴结构 |
| 2.1.2 自振射流机理 |
| 2.2 自振射流频率特性 |
| 2.2.1 腔内流动及声谐振特征分析 |
| 2.2.2 自振喷嘴声学固有频率 |
| 2.2.3 自振射流激励频率 |
| 2.2.4 自振射流结构化频率 |
| 2.2.5 空化噪声频率 |
| 2.3 自振射流空化与冲蚀行为 |
| 2.3.1 射流空化简介 |
| 2.3.2 自振射流空化特征 |
| 2.3.3 自振射流冲蚀行为 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于管道流体信号的自振射流特性检测方法研究 |
| 3.1 射流特性检测方法 |
| 3.1.1 基于流速的检测方法 |
| 3.1.2 基于压力扰动的检测方法 |
| 3.1.3 基于可视化的检测方法 |
| 3.1.4 基于冲蚀打击的检测方法 |
| 3.2 自振射流特性检测方法 |
| 3.2.1 冲蚀实验法 |
| 3.2.2 标靶打击实验法 |
| 3.2.3 可视化实验法 |
| 3.3 基于腔内压力信号的自振射流特性检测方法 |
| 3.3.1 实验装置及参数 |
| 3.3.2 实验结果 |
| 3.3.3 自振射流特性检测方法的应用 |
| 3.3.4 结论 |
| 3.4 基于管道流体信号的自振射流特性检测方法 |
| 3.4.1 适用于管道信号检测的自振喷嘴 |
| 3.4.2 模拟围压环境的自振射流特性检测高压釜 |
| 3.4.3 射流特性检测系统及实验参数 |
| 3.4.4 实验结果与结论 |
| 3.4.5 结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 频率特性及影响因素研究 |
| 4.1 声学固有频率特性 |
| 4.1.1 谐振腔收缩比对频率特性影响 |
| 4.1.2 谐振腔阶数对频率特性影响 |
| 4.1.3 波速对频率特性影响 |
| 4.1.4 声学固有频率数学模型 |
| 4.2 射流结构化频率特性 |
| 4.2.1 喷嘴出口结构影响 |
| 4.2.2 空化数对结构化频率的影响 |
| 4.2.3 靶距对射流结构化频率的影响 |
| 4.2.4 射流结构化频率预估 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 空化冲蚀行为及影响因素研究 |
| 5.1 谐振腔收缩比影响 |
| 5.1.1 实验装置及参数 |
| 5.1.2 上游收缩比影响 |
| 5.1.3 下游收缩比影响 |
| 5.1.4 结论及机理 |
| 5.2 喷嘴出口结构影响 |
| 5.2.1 实验装置及参数 |
| 5.2.2 直管长度影响 |
| 5.2.3 扩口角度影响 |
| 5.2.4 扩口长度影响 |
| 5.2.5 结论及机理 |
| 5.3 靶距影响 |
| 5.3.1 实验装置及参数 |
| 5.3.2 实验结果及讨论 |
| 5.4 空化数影响 |
| 5.4.1 实验装置及参数 |
| 5.4.2 实验结果及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于PIV的自振射流流场研究 |
| 6.1 粒子图像测速技术(PIV)简介 |
| 6.2 实验装置及参数 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 平均速度场 |
| 6.3.2 湍流场 |
| 6.3.3 本征正交分解 |
| 6.3.4 拟序结构 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）N2-CO2多相混合物制备及灭火特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 惰气防灭火技术研究现状 |
| 1.2.2 干冰的制备及应用研究现状 |
| 1.2.3 二氧化碳低温凝华研究现状 |
| 1.2.4 深冷惰气浆液防灭火研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 二元惰气相变机理模型及参数研究 |
| 2.1 惰性气体的理化性质 |
| 2.1.1 N_2的物理化学性质 |
| 2.1.2 CO_2的物理化学性质 |
| 2.2 CO_2的相态 |
| 2.3 CO_2凝华过程相平衡分析 |
| 2.3.1 相平衡理论 |
| 2.3.2 气固相平衡的计算 |
| 2.3.3 CO_2/N_2气固相平衡的计算 |
| 2.4 CO_2的凝华机理 |
| 2.4.1 原理分析 |
| 2.4.2 成核理论 |
| 2.4.3 晶核的生长 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 二元惰气深冷制备干冰颗粒实验 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 实验台设计思路 |
| 3.1.2 实验系统简介 |
| 3.2 实验前的准备及操作流程 |
| 3.2.1 实验前准备 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.2.3 实验过程中注意事项 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 典型的LN_2和CO_2混合相变规律 |
| 3.3.2 不同比例下的LN_2和CO_2注输相变规律 |
| 3.3.3 不同角度管路中LN_2和CO_2注输相变规律 |
| 3.3.4 不同角度管路中LN_2和CO_2注输相变规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 二元惰气深冷混合特性模拟 |
| 4.1 Fluent流体仿真软件 |
| 4.1.1 软件介绍 |
| 4.1.2 管路内流动基本方程 |
| 4.1.3 湍流模型的选取 |
| 4.1.4 凝华传质和热量传递模型 |
| 4.2 物理模型的建立 |
| 4.2.1 几何模型的建立 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.3 求解参数设置 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 不同比例流体的流动特性研究 |
| 4.4.2 不同管型下流体流动特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 二元惰气浆液防灭火实验 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 实验步骤 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 不同流量下温度变化规律 |
| 5.3.2 不同测点下温度变化规律 |
| 5.3.3 注入前后气体变化规律 |
| 5.3.4 液氮、液态二氧化碳降温实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）液体脉动射流初次雾化机理研究及涡结构辨识（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 液体射流雾化过程及强迫作用机制研究 |
| 1.2.1 液体破碎机制 |
| 1.2.2 圆柱射流雾化的研究进展 |
| 1.2.3 强迫作用下的圆柱射流雾化研究 |
| 1.3 射流流场中涡的识别 |
| 1.3.1 液体射流的涡运动学研究 |
| 1.3.2 深度学习的涡识别研究 |
| 1.3.3 动态模态分解(DMD)研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 自适应网格加密无扰动圆柱射流数值模拟 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 界面追踪方法 |
| 2.2.1 Level Set方法 |
| 2.2.2 流体体积法(VOF) |
| 2.3 自适应网格加密算法 |
| 2.4 无扰动圆柱射流数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 流向强迫作用下的液体初始雾化机制及动力学特征 |
| 3.1 物理问题描述与参数设置 |
| 3.2 网格无关性验证 |
| 3.3 流场拓扑结构 |
| 3.3.1 无扰动稳定射流 |
| 3.3.2 强迫扰动作用下的液体射流 |
| 3.4 扰动频率对射流过程的影响 |
| 3.4.1 基频附近的扰动 |
| 3.4.2 不同波段(频段)的扰动 |
| 3.5 幅值扰动对射流过程的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 射流流场的涡识别 |
| 4.1 射流流场的涡运动学 |
| 4.2 基于深度学习的涡识别技术 |
| 4.2.1 卷积运算原理和过程推导 |
| 4.2.2 深度学习模型 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.2.4 改进的涡识别方法(DMD+CNN) |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.2.1 水射流的发展 |
| 1.2.2 自振射流的发展 |
| 1.2.3 自振射流的研究意义 |
| 1.3 自振射流研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 自振射流研究存在问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 自振射流瞬态流动与频率特性 |
| 2.1 自振射流流场结构及频率反馈机理研究 |
| 2.1.1 淹没射流结构 |
| 2.1.2 常用自振射流喷嘴结构形式 |
| 2.1.3 自振射流喷嘴腔外频率反馈特性研究 |
| 2.1.4 风琴管式自振射流瞬态流场域特性 |
| 2.1.5 Helmholtz式自振射流瞬态流场域特性 |
| 2.1.6 壁面射流二次涡原理 |
| 2.2 自振射流共振频率特性研究 |
| 2.2.1 基于水声学原理的共振频率研究 |
| 2.2.2 风琴管式自振射流喷嘴固有频率 |
| 2.2.3 Helmholtz式自振射流喷嘴固有频率 |
| 2.3 自振射流空化频率特性研究 |
| 2.3.1 空化机理 |
| 2.3.2 空化泡的初生 |
| 2.3.3 空化泡的膨胀 |
| 2.3.4 空化泡的溃灭 |
| 2.3.5 空化泡的固有频率 |
| 2.3.6 空化泡分类 |
| 2.4 自振射流瞬态流场频率特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自振射流流体压力脉动信号检测及特征频率 |
| 3.1 自振射流喷嘴结构参数的确定 |
| 3.2 自振射流瞬态频率特性研究方法 |
| 3.2.1 打击试验法 |
| 3.2.2 腔内信号检测法 |
| 3.2.3 可视化实验方法 |
| 3.2.4 管道流体信号检测法 |
| 3.3 常围压自振射流频域响应 |
| 3.3.1 常围压实验安排 |
| 3.3.2 常围压频域响应分析 |
| 3.4 高围压自振射流频域响应 |
| 3.4.1 高围压实验安排 |
| 3.4.2 高围压频域响应分析 |
| 3.5 自振射流全流场域特征频率解调 |
| 3.6 基于频率解调的自振射流全流场域空化指示分析 |
| 3.6.1 自振射流共振特征频率研究 |
| 3.6.2 自振射流共振伴随空化初生特征频率研究 |
| 3.6.3 自振射流共振伴随强烈空化特征频率研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 自振射流流体压力脉动信号时频特性研究 |
| 4.1 时频分析方法 |
| 4.1.1 Morlet小波变换 |
| 4.1.2 同步压缩小波变换 |
| 4.1.3 小波脊线算法 |
| 4.2 时频分析方法验证 |
| 4.2.1 纯信号模型验证 |
| 4.2.2 纯信号模型混入高斯白噪声验证 |
| 4.2.3 常围压实验信号验证 |
| 4.3 自振射流流体压力脉动信号时频特性研究 |
| 4.4 自振射流流体压力脉动信号非平稳特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 自振射流流场特性研究 |
| 5.1 自振射流湍流空化特性 |
| 5.1.1 多相流模型 |
| 5.1.2 湍流模型 |
| 5.1.3 空化模型 |
| 5.2 自振射流流体动力学模型建立 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 数值仿真设置 |
| 5.3 自振射流流体动力学模型验证 |
| 5.4 自振射流流场域瞬态动力学特性 |
| 5.4.1 速度分布特性 |
| 5.4.2 压力振荡特性 |
| 5.4.3 空化特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 自振射流多物理场作用 |
| 6.1 自振射流空泡振荡噪声特性频率辨识 |
| 6.2 自振射流流场域空化空泡时空演变过程 |
| 6.3 自振射流冲蚀特性 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 频域分析主程序 |
| 附录B 时频分析主程序 |
| 附录C 小波脊线算法 |
| 附录D 空化空泡时空演变过程 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）中等流速比不可压脉冲横向射流结构特性的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 横向射流研究背景 |
| 1.2 横向射流研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 不可压横向射流实验台架及方法 |
| 2.1 实验台架介绍 |
| 2.2 实验方法及实验工况 |
| 2.3 实验数据的后处理方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 横向射流的结构发展与演化分析 |
| 3.1 稳定横向射流的结构演化过程 |
| 3.2 脉冲横向射流的结构演化过程 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 脉冲横向射流的多尺度结构特性及影响因素分析 |
| 4.1 稳定横向射流的结构特性和影响因素 |
| 4.2 脉冲横向射流的结构特性和影响因素 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1(攻读硕士期间发表的论文目录) |
（6）湍流射流和机翼绕流控制优化系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 湍流被动控制的研究现状与分析 |
| 1.3 湍流主动控制的研究现状与分析 |
| 1.4 流动闭环控制的研究现状与分析 |
| 1.4.1 基于系统模型的流动控制方法 |
| 1.4.2 无模型流动控制方法 |
| 1.5 本文主要研究目标及研究内容 |
| 第2章 实验装置与测量技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 风洞以及翼型升力测量系统 |
| 2.3 翼型及等离子执行器 |
| 2.4 射流平台和执行器系统 |
| 2.5 流速测量系统 |
| 2.5.1 皮托管测量系统 |
| 2.5.2 热线测量系统 |
| 2.6 流动显示测量系统 |
| 2.7 实时采样及控制系统 |
| 第3章 翼型流动分离闭环控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于拓展卡尔曼滤波器的斜率搜索算法 |
| 3.3 闭环控制可行性验证及控制器参数整定 |
| 3.4 开环控制结果与分析 |
| 3.5 两种闭环控制系统时间响应的对比 |
| 3.6 不同雷诺数下闭环控制系统的稳定时间 |
| 3.7 闭环控制系统的鲁棒性 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 采用单输入-单输出极值搜索控制方法的射流混合控制系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单输入-单输出控制系统设计 |
| 4.3 单输入-单输出控制系统的参数整定 |
| 4.4 控制结果及讨论 |
| 4.4.1 传统极值搜索控制器的控制结果 |
| 4.4.2 采用拓展卡尔曼滤波器的极值搜索控制的结果 |
| 4.4.3 两种控制方法控制结果的比较 |
| 4.4.4 单输入-单输出极值搜素控制的鲁棒性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 采用双输入-单输出极值搜索方法的射流混合控制系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双输入-单输出控制系统设计 |
| 5.3 双输入-单输出控制器参数整定 |
| 5.4 控制结果及讨论 |
| 5.4.1 双输入-单输出控制器在固定雷诺数下的控制结果 |
| 5.4.2 双输入-单输出控制器在不同雷诺数下的鲁棒性测试 |
| 5.4.3 闭环控制结果与开环结果的比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 采用机器学习方法的射流混合控制系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微射流占空比对射流初始条件的影响 |
| 6.3 机器学习控制 |
| 6.3.1 成本函数 |
| 6.3.2 控制律的拟设 |
| 6.3.3 控制器设计为无模型回归问题 |
| 6.3.4 线性遗传编程算法回归求解器 |
| 6.4 采用机器学习优化的传感器反馈控制 |
| 6.5 采用机器学习优化的多频率控制 |
| 6.6 开环控制与闭环控制的讨论 |
| 6.6.1 机器学习优化周期性控制时的学习速率 |
| 6.6.2 传感器反馈控制无法改善控制结果的分析 |
| 6.6.3 多频控制性能受限的分析 |
| 6.7 机器学习方法与极值搜索方法的区别 |
| 6.7.1 不同控制方法取得的控制效果对比 |
| 6.7.2 多种控制方法的优缺点分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 吴智简历 |
（7）无叶风扇出口环形缝隙射流的实验研究与数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释说明清单 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 无叶风扇的研究背景及意义 |
| 1.2 无叶风扇的研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 无叶风扇的研究现状 |
| 1.2.2 无叶风扇的发展趋势 |
| 1.3 环形缝隙射流的研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 环形缝隙射流的研究现状 |
| 1.3.2 环形缝隙射流的发展趋势 |
| 1.4 流场测试技术 |
| 1.5 Coanda效应的研究 |
| 1.6 湍流中的拟序结构 |
| 1.7 本文研究的技术路线和研究方案 |
| 1.8 本文研究的主要内容 |
| 第二章 无叶风扇出口环形缝隙射流的流动特性 |
| 2.1 湍射流基础理论 |
| 2.1.1 粘性流体运动的基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流时均运动控制方程 |
| 2.1.3 湍流脉动运动控制方程 |
| 2.1.4 恒定湍流边界层方程 |
| 2.2 湍流模式理论的发展及计算模型的选择 |
| 2.3 无叶风扇数值模拟的计算 |
| 2.4 实验数据与模拟结果的对比性研究 |
| 2.4.1 时均速度场的实验与模拟的研究 |
| 2.4.2 压力场的实验与模拟的研究 |
| 2.4.3 脉动速度场的实验与模拟的研究 |
| 2.5 无叶风扇上部流场的流动分析 |
| 2.5.1 出口环形缝隙射流的流动特性分析 |
| 2.5.2 环形缝隙段等熵出流的理论研究 |
| 2.5.3 出风框空腔的内流分析 |
| 2.6 结论 |
| 第三章 无叶风扇出口环形缝隙射流的流场结构 |
| 3.1 CTA热线测速的基本原理及设备 |
| 3.1.1 CTA热线测速的基本原理 |
| 3.1.2 9054N0811MultichannelCTA恒温式热线风速仪 |
| 3.1.3 标定器、空气过滤单元和热线探针 |
| 3.2 实验过程与误差 |
| 3.2.1 实验装置与流程 |
| 3.2.2 测速方法及误差评估 |
| 3.3 环形缝隙射流的的出口条件 |
| 3.4 各横截面的测量结果与分析 |
| 3.5 沿轴线的测量结果与分析 |
| 3.5.1 沿轴线的时均速度剖面 |
| 3.5.2 沿轴线的湍流强度与雷诺应力剖面 |
| 3.5.3 沿轴线的概率密度函数的偏斜因子与平坦因子的剖面 |
| 3.6 无叶风扇出口环形缝隙射流的流场结构 |
| 3.7 结论 |
| 第四章 无叶风扇出口环形缝隙射流的小尺度湍流研究 |
| 4.1 小尺度湍流的相关理论研究基础 |
| 4.2 沿轴线小尺度湍流的实验结果与分析 |
| 4.2.1 湍动能耗散率沿轴线的剖面 |
| 4.2.2 Kolmogorov尺度沿轴线的剖面 |
| 4.2.3 湍流雷诺数沿轴线的剖面 |
| 4.2.4 轴线脉动速度的PDF |
| 4.3 小尺度湍流的流动分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 无叶风扇出口环形缝隙射流的合并后单股射流 |
| 5.1 合并后射流的平均流 |
| 5.1.1 合并后射流的特征半厚度 |
| 5.1.2 合并后射流的时均速度峰值 |
| 5.2 合并后射流的湍动流 |
| 5.2.1 合并后射流的湍流强度与间歇因子 |
| 5.2.2 合并后射流的积分长度尺度 |
| 5.2.3 合并后射流的积分时间尺度与欧拉耗散时间尺度 |
| 5.2.4 合并后射流的湍动能耗散率与Kolmogorov尺度 |
| 5.3 合并后射流的流向脉动能量的谱分布 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 无叶风扇出口环形缝隙射流的被动控制 |
| 6.1 出口环形缝隙射流的相对速度流线图 |
| 6.1.1 子午面的相对速度流线图 |
| 6.1.2 各横截面的相对速度流线图 |
| 6.2 无叶风扇出口环形缝隙射流的被动控制 |
| 6.2.1 偏心缝隙结构的提出及构造 |
| 6.2.2 偏心缝隙结构的速度云图与流量倍数 |
| 6.2.3 偏心缝隙结构的时均流 |
| 6.2.4 偏心缝隙结构的湍动流 |
| 6.3 偏心缝隙结构的相对速度流线图 |
| 6.4 结论 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文的主要结论及创新点 |
| 7.1.1 全文的主要结论 |
| 7.1.2 本文的创新点 |
| 7.2 今后尚需进行的工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
| 后记或致谢 |
（8）航空发动机燃烧室喷雾燃烧数值方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 射流雾化研究发展历程 |
| 1.2.1 物理量定义 |
| 1.2.2 射流雾化研究历程 |
| 1.3 射流雾化机理研究 |
| 1.3.1 首次雾化 |
| 1.3.1.1 静止空气中自由射流雾化 |
| 1.3.1.2 同轴射流雾化 |
| 1.3.1.3 横向来流下圆柱射流雾化 |
| 1.3.1.4 压力旋流雾化 |
| 1.3.1.5 横向来流下液膜雾化 |
| 1.3.2 二次雾化 |
| 1.3.3 液滴颗粒碰撞 |
| 1.3.4 液滴颗粒传热与蒸发 |
| 1.4 发动机燃烧室喷雾燃烧国内外研究进展 |
| 1.4.1 试验研究 |
| 1.4.2 数值计算研究 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 第二章 气液两相流控制方程和数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 气相控制方程 |
| 2.2.1.1 控制方程 |
| 2.2.1.2 湍流模型 |
| 2.2.2 液相控制方程 |
| 2.2.2.1 颗粒相运动方程 |
| 2.2.2.2 颗粒相质量方程 |
| 2.2.2.3 颗粒相能量方程 |
| 2.2.2.4 气液耦合源项 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 气相控制方程数值方法 |
| 2.3.1.1 有限体积法 |
| 2.3.1.2 控制方程离散 |
| 2.3.2 液相控制方程数值方法 |
| 2.3.2.1 轨迹法 |
| 2.3.2.2 离散元法 |
| 2.3.2.3 时间步长 |
| 2.3.2.4 颗粒定位算法 |
| 2.3.3 火焰面模型 |
| 2.3.3.1 混合分数定义 |
| 2.3.3.2 火焰面模型物理模型 |
| 2.3.3.3 火焰面模型数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 雾化模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LISA模型 |
| 3.3 WAVE破碎模型 |
| 3.4 KH-RT模型 |
| 3.5 TAB模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 喷雾燃烧数值模拟方法算例验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 亚声速横向来流作用下射流雾化数值模拟 |
| 4.2.1 计算网格和计算条件 |
| 4.2.2 计算结果与分析 |
| 4.3 甲醇液雾抬举火焰数值模拟 |
| 4.3.1 计算网格和计算条件 |
| 4.3.2 三进口状态模型 |
| 4.3.3 计算结果与分析 |
| 4.4 贫油直接喷射喷嘴喷雾燃烧数值模拟 |
| 4.4.1 计算网格和计算条件 |
| 4.4.2 计算结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 离心喷嘴射流雾化试验及数值模拟方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方法和试验系统 |
| 5.2.1 试验方法 |
| 5.2.2 试验系统 |
| 5.3 离心喷嘴雾化试验 |
| 5.4 离心喷嘴射流雾化数值模拟 |
| 5.4.1 计算条件 |
| 5.4.2 计算结果和分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 射流雾化直接数值模拟方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 界面追踪方法 |
| 6.1.2 界面捕捉方法 |
| 6.2 直流喷射首次雾化形变过程数值模拟方法研究 |
| 6.2.1 计算网格和计算条件 |
| 6.2.2 射流柱整体演变过程研究 |
| 6.2.3 射流柱头部变化过程研究 |
| 6.2.4 射流柱柱体表面脱落过程研究 |
| 6.2.5 不同射流速度下射流对比 |
| 6.3 横流喷射雾化数值模拟方法研究 |
| 6.3.1 计算网格和计算条件 |
| 6.3.2 射流柱整体变形过程研究 |
| 6.3.3 射流柱表面变形过程研究 |
| 6.3.4 射流柱射流方向截面变形过程研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 航空发动机燃烧室喷雾燃烧试验和数值方法研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 燃烧室雾化实验研究 |
| 7.2.1 试验设备和试验方法 |
| 7.2.2 试验结果和分析 |
| 7.3 计算网格、计算条件和计算方法 |
| 7.4 燃烧室煤油雾化蒸发过程数值模拟方法研究 |
| 7.5 燃烧室煤油喷雾燃烧过程数值模拟方法研究 |
| 7.5.1 燃烧室雾化燃烧流场计算和分析 |
| 7.5.2 雾化模拟对燃烧流场影响研究 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论和展望 |
| 8.1 论文主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外相关课题研究进展 |
| 1.2.1 气流场测量技术研究现状 |
| 1.2.2 热表面附近气流场研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 红外热成像测速技术理论分析 |
| 2.1 红外热成像技术 |
| 2.1.1 红外热成像原理 |
| 2.1.2 红外热成像技术的影响因素 |
| 2.1.3 红外热成像技术的应用 |
| 2.2 热表面的能量平衡 |
| 2.3 红外热成像测速技术理论的提出 |
| 2.4 红外热成像测速技术预处理原理—图像滤波处理 |
| 2.4.1 滤波器的分类 |
| 2.4.2 傅里叶变换 |
| 2.4.3 图像频域滤波处理过程 |
| 2.5 红外热成像测速技术处理原理—互相关计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 TIV技术的基础实验台搭建与实验方案建立 |
| 3.1 实验台的设计与搭建 |
| 3.2 红外热成像测速技术测量实验 |
| 3.2.1 测试仪器 |
| 3.2.2 测试方案 |
| 3.2.3 红外热成像测速技术测试方法 |
| 3.3 PIV测量实验概要 |
| 3.3.1 PIV系统设备 |
| 3.3.2 PIV系统调试 |
| 3.3.3 PIV测试方案 |
| 3.4 热线风速计测量实验 |
| 3.4.1 测试仪器 |
| 3.4.2 测试方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TIV与PIV及热线测量方法的结果对比与分析 |
| 4.1 实验数据的无量纲化处理方法 |
| 4.1.1 速度的无量纲化处理方法 |
| 4.1.2 湍动能的无量纲化处理方法 |
| 4.2 自然对流工况实验结果对比 |
| 4.2.1 无量纲速度对比 |
| 4.2.2 无量纲湍动能对比 |
| 4.3 受迫对流工况实验结果对比 |
| 4.3.1 无量纲速度对比 |
| 4.3.2 无量纲湍动能对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（10）客机座舱内热环境与流场特征实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 机舱内气流研究 |
| 1.3 人体传热及热羽流的研究 |
| 1.3.1 人体对流传热研究 |
| 1.3.2 人体热羽流的实验研究 |
| 1.4 热对流引起的大尺度环流研究 |
| 1.5 本文的研究目的和研究内容 |
| 第2章 机舱内流动测量实验平台 |
| 2.1 大型客机座舱环境仿真实验平台 |
| 2.1.1 机舱模型介绍 |
| 2.1.2 送风控制系统 |
| 2.2 座舱平台边界条件测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 机舱内人体热羽流特性及分析 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 测量方法 |
| 3.2.1 热湍流测量平台搭建 |
| 3.2.2 温度场测量 |
| 3.2.3 热边界层测量 |
| 3.2.4 热羽流测量 |
| 3.3 分析方法 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 3.4.1 热边界条件 |
| 3.4.2 温度场分布 |
| 3.4.3 人体热羽流分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 机舱内大尺度环流特性分析 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 示踪气体测量 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 大尺度环流特性 |
| 4.3.2 大尺度环流对污染物传播的影响 |
| 4.3.3 大尺度环流对均匀性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 机舱内不同气流组织效果评价 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 测量方法 |
| 5.2.1 温度测量方法 |
| 5.2.2 速度测量方法 |
| 5.2.3 示踪气体测量 |
| 5.3 分析方法 |
| 5.3.1 速度均匀性指数 |
| 5.3.2 温度均匀性指数 |
| 5.3.3 排热效率指标 |
| 5.3.4 平均空气龄 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 混合通风性能 |
| 5.4.2 置换通风性能 |
| 5.4.3 平均空气龄 |
| 5.4.4 排热效率 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本研究的主要创新性 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、Visualization of Coherent Structures in Acoustically Forced, Gas-Particle Turbulent Round Jet（论文参考文献）
- [1]自振射流频率特性及冲蚀行为的实验研究[D]. 蔡腾飞. 北京科技大学, 2021
- [2]N2-CO2多相混合物制备及灭火特性研究[D]. 窦凯. 西安科技大学, 2021(02)
- [3]液体脉动射流初次雾化机理研究及涡结构辨识[D]. 陈潜. 浙江大学, 2020(02)
- [4]自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究[D]. 崔立华. 北京科技大学, 2020(06)
- [5]中等流速比不可压脉冲横向射流结构特性的实验研究[D]. 苏杭. 华中科技大学, 2019(01)
- [6]湍流射流和机翼绕流控制优化系统[D]. 吴智. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]无叶风扇出口环形缝隙射流的实验研究与数值分析[D]. 李虹. 浙江理工大学, 2018(12)
- [8]航空发动机燃烧室喷雾燃烧数值方法及应用研究[D]. 刘日超. 西北工业大学, 2017(01)
- [9]基于红外热成像的热表面附近气流场测量技术的研究[D]. 朱长安. 哈尔滨工业大学, 2017(02)
- [10]客机座舱内热环境与流场特征实验研究[D]. 张永志. 天津大学, 2017(08)