理解流动的相似性理论,一个模型实验解读

来源 :第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangsfr
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本文将流场的固有特性——有效体积响应曲线来研究各个比尺下的流动相似问题,在刚性段,流场是严格等效的或相似的.研究表明,在流动的驱动相似条件下,不同比尺的流动将获得相近的响应曲线,或同一个有效体积率雷诺数响应曲线.驱动相似如Froude数相似准则就是将原型点位在响应曲线上进行平移,如果平移后还是等效的,则原型模型流场相似,可以进行缩尺实验,否则如果不等效,则不相似,不能进行缩尺实验.一般的流动均可能有大、小固壁边界,它们可以有不同的比尺来满足整体和局部的流场相似,这样既解决了实验中出现的困惑,也为以后的同一个实验多种比尺建模提供了理论依据.
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为了优化鱼道设计,提高鱼道过鱼成功率,利用大涡模拟对突扩明渠中的分离流进行了数值模拟,探讨了突扩明渠流场的瞬时和时均特性,结合鱼类游泳试验资料,进一步分析讨论突扩明渠水流对鱼类游泳行为的影响.结果表明,建立的三维模型成功地模拟了突扩明渠水流运动,瞬态流和时均流在流场结构方面具有较大差异;随着流速增加,相同体长的鱼类在回流区的停留时间在增加.此而随着流速越大或者体长减小,增加趋势在变缓.
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