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平面射流沿轴线的特征尺度及其对测量信号过滤程度的依赖
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O358[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北京大学工学院湍流与复杂系统研究国家重点实验室,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10772006)资助的课题
中文摘要:

对出口雷诺数约为13000的湍流平面射流瞬时速度(u)测量信号(um)进行高频过滤研究.在分析了高频噪声对u测量精度的影响后,使用Mi等人(2005,Phys.Rev.E71,066304)提出的快速收敛迭代法对um进行了数值过滤,并考察过滤前后统计湍流量的变化.结果发现,噪声的存在不仅对湍流小尺度统计量的估算影响显著,也对与大尺度关联的量产生一定的影响.在有效去除噪声造成的误差后,本文正确地获得了典型湍流特征尺度Kolmogorov微尺度、Taylor微尺度和积分尺度沿平面射流中心线的变化规律.这些特征尺度在经历下游距离约为20倍矩形喷嘴短边边长的发展后,开始呈现随下游距离的线性变化规律,即逐渐进入湍流自保持状态.湍流小尺度统计量比大尺度统计量能更快地发展到自保持状态.

英文摘要:

This study has two main objectives:(1) to examine the availability of a filtering scheme developed by Mi et al(2005,Phys.Rev.E 71,066304) on the measured velocity signal and(2) to investigate the centerline characteristic scales of a plane jet with the exit Reynolds number of Re = 13188.The success of the filtering scheme has been well validated.It is found that the existence of the high-frequency noise impairs not only the small-scale properties of turbulence but also those associated with large-scale turbulence.After filtering the noise,while the dissipation rate of turbulence kinetic energy is correctly obtained,the characteristic scales of turbulent flow(i.e.the Kolmogorov and Taylor turbulence micro-scales and the integral scale) are appropriately estimated.The results reveal that the centerline characteristic scales of the plane jet exhibit a linear dependence on the downstream distance(x) at x ≤ 20 h,where h is the height of the nozzle.It is interesting to note that the statistical properties of small-scale turbulence appear to enter their self-preserving state earlier than those of large-scale turbulence in the jet.To our knowledge,this finding has not been reported in the literature.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876