【摘 要】
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该文的目的是基于高歌教授和熊焰先生在湍流理论研究上的最新成果"不可压流平均流与拟序流的各向异性模式理论",对能量逆转及Ranpue-Hilsch效应进行解释.该文针对二维流动的
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该文的目的是基于高歌教授和熊焰先生在湍流理论研究上的最新成果"不可压流平均流与拟序流的各向异性模式理论",对能量逆转及Ranpue-Hilsch效应进行解释.该文针对二维流动的情形,从理论上对平均流运动方程中的粘性力项进行考证,指出"能量逆转"现象是在某些流动条件下,漂移位矢会具有负的分量,它与速度梯度共同作用致湍流应力取得正值,促使流场中的运动能量由漂移流向平均流动转化,即"能量逆转"的出现.Ranpue-Hilsch效应就是涡管内的"能量逆转"造成的:在涡流管中,最初形成的是一种具有一个细长的旋转式固体核的组合Rankine涡流动,在这个Rankine涡速度剖面最高点的外围,会形成一圈薄薄的能量逆转区域,在这个区域里,作用在流体质点上的科氏力将漂移流动向平均流动整流,造成该区域平均流动强化,而在最高点内侧,平均流动能的消耗占主导地位,流逐步弱至与涡核具有相同角速度(在这个过程中涡核角速度也会减小),直至最后能量逆转区贴近避面(与壁面之间存在附面层),这时整个涡流管内的流动都成为固体核式的旋转了.在旋涡流涡流管后,在一定范围内,能量逆转区域依然能够存在,如果向其中引入额外的漂移流动能,就会出现旋涡流动被强化、流场总压局部上升(当"能量逆量"足够强烈时,整个流场总压都会上升)的现象,反过来,这一象也可判断"能量逆转"的有无.
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