›› 2012, Vol. 12 ›› Issue (6): 909-916.
刘亦鹏 赵先林 王平阳 蔺帅南 杜朝辉
LIU Yi-peng ZHAO Xian-lin WANG Ping-yang LIN Shuai-nan DU Zhao-hui
摘要: 为了研究低温流体中Taylor气泡周围复杂流场的平均及瞬变特征,搭建了用于低温流体粒子图像测速实验平台,使用快照本征正交分解(POD)方法详细分析了Taylor气泡尾迹区内流场结构. 结果表明,在表面张力作用可忽略的情况下,使用流体逆粘度数Nf判断竖直管路中尾迹区流型的方法对液氮流体仍然适用,当管路水平倾角q≤60o时,该法不再适用. Taylor气泡尾迹区在90o≤q≤60o内由开放尾迹转变为封闭尾迹,30o倾角下尾迹区涡的轴向尺寸(Lwake)和Taylor气泡长度(LTB)呈指数函数关系,Lwake=51.3-123.5exp(-LTB/2.9). POD分析表明,尾迹区存在明显的湍流大尺度结构,前4阶模态分别占据总能量的15.6%, 6.4%, 5.6%和3.8%. 距离Taylor气泡尾部0.5~1.0D(D为管路内径)的位置存在大尺度结构中涡的交界面,此处的速度脉动也最强. 本研究拓展了常温流体中Taylor气泡尾迹区理论在低温流体中的适用范围.
中图分类号: