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壁面湍流流动中高分子减阻等效粘度模型的验证
  • ISSN号:0254-0053
  • 期刊名称:力学季刊
  • 时间:2011
  • 页码:250-255
  • 分类:TK01[动力工程及工程热物理]
  • 作者机构:[1]江苏大学能源与动力工程学院,镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10672069 11072091); 教育部留学回国人员科研启动基金;教育部科学技术研究重点项目
  • 相关项目:微颗粒-近壁湍流相互作用及减阻机理研究
中文摘要:

近来在壁面湍流高分子减阻研究中,一种拉伸的高分子产生自相一致的等效粘度的理论提了出来,这个等效粘度随离开壁面的距离而增长。本文将此线性分布等效粘度置入Navier-Stokes方程,运用雷诺应力模型计算在壁面湍流中的减阻情况,检验这种等效粘度的可行性。可以发现,此模型可以得到湍流减阻的效果,所得到的减阻率随着等效粘度线性分布斜率的增加增大到一个饱和值。本文得到了接近最大减阻极限的减阻率(75%)。且由此模型计算得到的减阻湍流特征值包括平均速度分布、速度脉动均方根、雷诺应力及粘性应力分布都与实验数据和直接数值模拟结果相符。该线性分布等效粘度减阻模型大致上把握了高分子湍流减阻特性,给出了在一定程度上对湍流减阻机理普适和合理的解释。

英文摘要:

In recent studies of drag reduction in wall turbulence it was proposed that the streching polymer produces a self-consistent effective viscosity that increases with the distance from the wall.This linear effective viscosity theory for drag reduction in the wall-bounded turbulent flow was examined by introducing such linear viscosity profile to Navier-Stokes equation,and computing with Reynolds stress model.It shows that the linear effective viscosity model demonstrates drag reducing properties,and the percentage of the drag reduction increases up to the drag reduction saturation with the slope of viscosity profile increasing.The level of drag reduction up to about 75%,approaching the maximum drag reduction extent was obtained.The turbulence important characteristics including mean velocity profile,root-mean-square velocity fluctuations,Reynolds stress and viscous stress profiles are in agreement with the direct numerical simulation results and experimental data.It is universal and reasonable in some content for the linear viscosity profile model to explain drag reduction mechanism.

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期刊信息
  • 《力学季刊》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:同济大学 上海交通大学 上海市力学会 中国力学学会
  • 主编:范立础
  • 地址:上海四平路1239号同济大学
  • 邮编:200092
  • 邮箱:
  • 电话:021-65983708
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0053
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1829/O3
  • 邮发代号:4-278
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3651