Design Implications of Chord Length and Number of Blades on Self-Starting Process in Vertical-Axis Wind Turbines
该研究通过二维非定常雷诺平均纳维 - 斯托克斯(URANS)模拟,量化了弦长和叶片数量对垂直轴风力机自启动过程及稳态运行性能的影响,揭示了增加叶片数或弦长虽能增强启动阶段的加速能力,但会因加剧尾流干扰和粘性损耗而降低稳态叶尖速比的权衡机制。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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该研究通过二维非定常雷诺平均纳维 - 斯托克斯(URANS)模拟,量化了弦长和叶片数量对垂直轴风力机自启动过程及稳态运行性能的影响,揭示了增加叶片数或弦长虽能增强启动阶段的加速能力,但会因加剧尾流干扰和粘性损耗而降低稳态叶尖速比的权衡机制。
该研究揭示了在极端涡 gust 遭遇中,方翼在低雷诺数(层流)与高雷诺数(湍流)条件下,由翼面强 gust 诱导涡通量形成的主导大尺度涡核结构及其引起的瞬态升力变化表现出惊人的相似性,表明层流大尺度特征可为高雷诺数极端空气动力学建模与控制提供关键简化依据。
该研究结合微 PIV 实验与 CFD 数值模拟,系统揭示了圆柱形 T 型微流控装置中液滴生成的流体力学机制,阐明了不同毛细数与流量比下的流动形态转变规律,并建立了涵盖液滴尺寸、曲率及膜厚的预测模型以指导器件优化设计。
该研究通过引入包含详细输运效应(如热扩散和优先扩散)的表格化火焰面模型进行大涡模拟,成功复现了雷诺数为 11000 的层流氢预混湍流射流火焰的瞬时结构及全局特性,证实了热扩散效应对火焰形态的关键影响,并验证了该模型在不同网格分辨率下具有良好的预测能力。
本文针对现有转捩模型未考虑壁面加热效应的不足,基于线性稳定性理论建立了包含壁面温度比修正的转捩输运模型,并通过风洞实验验证了该模型在预测加热条件下飞艇转捩提前现象方面的准确性,从而为未来基于壁温调控的层流控制技术提供了理论支撑。
本文提出了一种基于最小压力梯度原理的不可压缩粘性流有限元格式,该方法无需压力自由度即可直接离散求解速度变化率,在无需人工稳定项的情况下实现了高精度、无振荡的数值解,并兼具误差指示与粘度反演功能。
本文通过数值与解析方法,研究了水平矩形管道中导电流体与非导电气体分层磁流体动力学流动的特性,揭示了非导电气层的存在如何破坏流动对称性,并阐明了壁面电导率配置与外加磁场方向对液相持留率、速度场、压降及泵送功率等关键参数的显著影响。
本文提出了一种包含柯氏应力项的热力学一致非等温相场模型,用于研究熔体流动与凝固的耦合动力学,揭示了热毛细效应及强制对流对枝晶生长形态和速度的显著影响,并数值验证了粘度插值方案对无滑移边界条件实现的重要性。
该研究通过结合 copepods(桡足类)的粒子图像测速实验与连续体模型模拟,揭示了向上和向下游动产生的流场差异,并发现生物体净重与流体分层显著限制了生物源性水动力输运(BHT)的净效应,从而为将垂直迁徙纳入全球海洋模型提供了关键依据。
该论文主张采用一种非均匀密度的高斯速度剪切测试问题,以更严格地检验粘性流体动力学代码在计算粘性应力张量、通量及源项方面的准确性,并在附录中详细阐述了多种坐标系下的纳维 - 斯托克斯方程。