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水下平面射流振翅运动与频率锁定现象
  • 项目名称:水下平面射流振翅运动与频率锁定现象
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:10472046
  • 申请代码:A020409
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2005-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:孙建红
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:南京航空航天大学
  • 批准年度:2004
中文摘要:

平面射流,在理论研究、环境控制、宇航工程、海洋工程、电子封装以及MEMS等方面都具有重要的应用价值。本项目主要的研究内容为在研究分析平面射流的自激振翅运动(Self-induced flapping motion) 的基础上,进一步通过理论、实验和数值模拟手段对自激振翅运动,以及存在表面水波的情况下的振翅运动与波动的频率锁定现象(Frequency lock-in phenomenon)进行详细

结论摘要:

平面射流,在理论研究、环境控制、宇航工程、海洋工程、电子封装以及 MEMS 等方面都具有重要的应用价值。项目研究过程中,通过理论、实验和数值模拟手段对平面射流的自激振翅运动、水波作用下的平面射流振翅运动以及存在表面水波的情况下的振翅运动与波动的频率锁定现象进行详细研究。通过流动显示及流场测量,得到了流场平均速度分布、脉动速度分布、振翅诱导速度分布、雷诺应力、振翅诱导剪切应力、频谱、流畅扩散系数等大量的流场数据,了解了自激振翅运动的流场特征。同时结合实验过程,得到流动的解析方程以及数值近似解。在此基础上,研究了水面波与自激振翅运动频率的相关规律以及频率锁定现象的机理。同时利用格子波兹曼(LBM)方法,进行数值分析,得到了流场的数值计算结果。为平面射流振翅运动的高效混合效果以及与水面波频率锁定的滤波作用的工程应用建立理论基础和研究平台,并保持在该领域的研究优势。另一方面,为了进一步研究振翅运动的理论和应用,对狭缝中水下射流振翅运动也进行了研究,试验表明,狭缝中的射流虽不同于平面射流,但仍存在振翅运动,不同的是在有序结构与振翅运动之间,还存在一种过渡的稳定涡流,进一步拓宽了研究与应用范围。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
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