在密度均勻的淺水流體中,由于流體的上下邊界作用,會抑制動量源流動的垂向傳播發(fā)展,形成類似分層流體中偶極子渦的準二維大尺度渦結構。該文通過數(shù)值模擬手段,以圓形噴管射流模擬動量源,對層流動量源在淺水條件下生成準二維大尺度渦結構的流場特性進行了研究。數(shù)值研究中,為考慮淺水流體上邊界自由面的影響,設置了空氣層;流體的下邊界層設置為固壁條件;同時還考慮了不同的雷諾數(shù)影響。研究結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行了分析。結果表明,由于上下邊界的存在,主流軸向速度分布關于中心軸非對稱,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,過射流軸線的水平斷面和自由表面流場具有較高的相關性,這表明大尺度渦的流動顯示出很強的二維流動特性。進一步對上述兩個平面的渦量場進行分析,發(fā)現(xiàn)流場的平均渦量與時間冪次成正比關系,而且三個不同雷諾數(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】：水動力學研究與進展（A輯）. 2019,34(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁


本文編號：3025642