旋轉(zhuǎn)曲線管道中不定常流動的研究.pdf

1、曲線管道內(nèi)的流動問題是流體力學的基本問題之一.作為一個典型的物理模型,對曲線管道內(nèi)流動特性的研究貫穿著流體力學這一古老學科的發(fā)展過程.有關(guān)曲線管道的研究不僅具有理論意義,而且在工程應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用.本論文的內(nèi)容是國家自然科學基金項目"旋轉(zhuǎn)曲線管道中流動結(jié)構(gòu)與傳熱特性研究"中的一部分.本論文研究旋轉(zhuǎn)圓截面彎曲管道中的非定常流動特性.采用攝動法和數(shù)值方法進行求解.首先建立曲線管道流動的非正交旋轉(zhuǎn)螺旋極坐標系和旋轉(zhuǎn)螺旋直角坐標系,然后根據(jù)

2、張量分析的方法推導了這兩個曲線坐標系中的流體運動控制方程,采用雙參數(shù)攝動方法求解旋轉(zhuǎn)圓截面平面彎管中的振蕩流,采用數(shù)值方法求解旋轉(zhuǎn)螺旋管道內(nèi)的周期流和旋轉(zhuǎn)平面彎管內(nèi)的脈沖流.系統(tǒng)地分析了在不同無量綱控制參數(shù)下的旋轉(zhuǎn)曲線管道中的軸向速度分布、二次流結(jié)構(gòu)以及壁面摩擦力隨各參數(shù)的變化情況.研究結(jié)果表明:曲率、撓率、科氏力和離心力之比、Dean數(shù)、Germano數(shù)、Rossby數(shù)、Womersley數(shù)以及其他無量綱參數(shù)對流動特征量有著重要的影響