粘弹性流体网格湍流减阻机理及多尺度动力学特性研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51206033

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

蔡伟华

完成单位：

哈尔滨工业大学

中文关键词：

粘弹性流体; 湍流减阻; 直接数值模拟; 大涡数值模拟; 亚格子模型;

其他语种关键词：

viscoelastic fluid; turbulent drag reduction; direct numerical simulation; large-eddy simulation; subgrid-scale model

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2013-01-01

结束日期：

2015-12-31

中文摘要：

本项目旨在研究有湍流减阻效应的粘弹性流体网格湍流减阻机理及多尺度动力学特性。首先，建立双振荡网格湍流实验系统；利用先进流动测试技术（二维粒子成像测速仪和二维激光多普勒测速仪）获得不同参数下(改变溶液浓度和网格振荡频率）牛顿流体和粘弹性流体双振荡网格湍流速度信息，分析流体粘弹性的存在对网格湍流结构特性和统计特性的影响以及不同粘弹性流体（高分子聚合物和表面活性剂溶液）网格湍流特性的异同点；其次，建立合理外力场施加方式，实现粘弹性流体双振荡网格湍流直接数值模拟，分析粘弹性流体分子变形场特性、粘弹性流体分子微观结构与多尺度湍流旋涡结构的相互作用，探索粘弹性流体弹性应力与大涡数值模拟亚格子应力之间的内在关系。最后，基于网格湍流实验与直接数值模拟结果，揭示其流动减阻机理。本项目研究成果将为粘弹性流体湍流减阻技术在实际工程中的应用提供重要指导意义，且为减阻流动大涡数值模拟亚格子应力模型的建立奠定基础。