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雷诺数变化对翼型边界层发展及失速特性的影响 预览
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作者 张彦军 赵轲 +1 位作者 张同鑫 陈利丽 《航空工程进展》 CSCD 2019年第3期319-329,共11页
翼型失速及其边界层发展是飞行器设计中的基础科学问题,而雷诺数变化对其影响很大。针对后缘失速翼型,采用Menter k-ωSST模型及耦合扰动放大因子输运方程的转捩模型,进行雷诺数变化对层流-湍流转捩边界层特性和失速特性的影响分析。结... 翼型失速及其边界层发展是飞行器设计中的基础科学问题,而雷诺数变化对其影响很大。针对后缘失速翼型,采用Menter k-ωSST模型及耦合扰动放大因子输运方程的转捩模型,进行雷诺数变化对层流-湍流转捩边界层特性和失速特性的影响分析。结果表明:雷诺数增大时,对于转捩边界层,当地涡量雷诺数增大,转捩前移且分离泡减小,流动能量耗散减小,翼型整体表面剪切效应增强,动能更充沛,流动自持能力增强,压力分布可以维持较长距离的梯度抵抗分离能力增强;因此雷诺数增大使翼型失速迎角提高、升力系数增加。 展开更多
关键词 雷诺数 翼型失速 边界层 转捩 分离泡 湍流模型
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气象条件对天津冬季低层大气中PAN 浓度的影响 预览
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作者 姚青 马志强 +4 位作者 刘敬乐 王晓佳 杨健博 蔡子颖 韩素芹 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3161-3168,共8页
采用在线仪器监测分析2017年冬季天津气象铁塔220m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)的体积浓度,并结合污染物资料、气象观测资料和后向轨迹分析造成PAN高值的影响因素.观测期间天津城区大气中PAN的体积浓度平均值为(0.57±0.54)&#... 采用在线仪器监测分析2017年冬季天津气象铁塔220m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)的体积浓度,并结合污染物资料、气象观测资料和后向轨迹分析造成PAN高值的影响因素.观测期间天津城区大气中PAN的体积浓度平均值为(0.57±0.54)×10^-9,PAN体积浓度存在2个峰值,大体上对应着2次重污染过程.PAN与O3间不存在明显的相关性,但与PM2.5质量浓度相关性较好,表明光化学反应并非影响冬季PAN浓度的唯一因素,后向轨迹的聚类分析以及改进的静稳指数显示远距离输送和本地积累对PAN浓度的时空分布发挥了较大作用.对观测期间一次重污染天气过程中温度、相对湿度和风的垂直廓线,以及混合层厚度等气象条件的分析表明,PAN浓度上升既受到区域输送影响,也与静稳天气下的污染物积累有关. 展开更多
关键词 过氧乙酰硝酸酯(PAN) 边界层 后向轨迹 重污染过程 天津
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河北省中南部一次持续性大雾过程分析 预览
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作者 吴丹 郭蕊 +2 位作者 贾小卫 时青格 李美琪 《河南科学》 2019年第7期1159-1164,共6页
利用常规观测资料、加密观测资料、微波辐射计资料以及NCEP再分析资料等,对河北省中南部2018年11月11—15日大雾过程的形成维持原因和边界层特征等方面进行分析.结果表明:此次大雾性质复杂,经历了辐射雾-平流辐射雾-平流雾的转换,且持... 利用常规观测资料、加密观测资料、微波辐射计资料以及NCEP再分析资料等,对河北省中南部2018年11月11—15日大雾过程的形成维持原因和边界层特征等方面进行分析.结果表明:此次大雾性质复杂,经历了辐射雾-平流辐射雾-平流雾的转换,且持续时间长,范围广;短波槽过后的晴空条件有利于夜间辐射降温,大尺度的下沉运动和槽前暖平流的输送使得逆温层发展,稳定层结建立并维持;近地层弱风条件和风场的明显辐合有利于大雾的长时间维持;中南部1000hPa水汽辐合区的维持为大雾的发生发展创造了有利的水汽条件;雾层的湿度和温度垂直结构特征明显,300m以下相对湿度达85%以上,边界层有逆温存在,大雾发展期间逆温层顶伸展至1000m左右;雾层中的冷中心及低温区与相对湿度的高值区基本吻合. 展开更多
关键词 大雾 辐射降温 逆温 边界层
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利用GABLS2客观评估GRAPES的边界层参数化方案 预览
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作者 杨军丽 沈学顺 陈炯 《气象科技》 2019年第2期276-281,共6页
根据GABLS(Global Energy and Water Cycle Experiment Atmospheric Boundary Layer Study)的第2个个例在GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System)单柱模式中构造了一个试验,用于检验规定的下垫面温度强迫条件... 根据GABLS(Global Energy and Water Cycle Experiment Atmospheric Boundary Layer Study)的第2个个例在GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System)单柱模式中构造了一个试验,用于检验规定的下垫面温度强迫条件下边界层过程的昼夜循环模拟能力。然后,将模拟结果与观测和大涡模拟结果进行了比较。结果表明,在规定的下垫面温度强迫下,GRAPES模拟的2m温度基本合理。然而,对于稳定条件(夜间),GRAPES模拟的向下的感热通量比观测的大,过估10m风速和摩擦速度,过估稳定边界层高度;对于不稳定条件(白天),GRAPES模拟的向上的感热通量比观测的小,低估不稳定边界层高度,低层位温偏冷。随后的敏感试验表明,减小边界层方案中的动量和热量的背景扩散值后,GRAPES模拟的稳定条件下的10m风速和摩擦速度,以及对流边界层的风和温度的廓线更接近大涡模拟。 展开更多
关键词 GABLS2 GRAPES 边界层 单柱模式
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阵风因子与大气边界层要素的关系及预报试验 预览
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作者 胡波 《气象科技》 2019年第2期282-288,共7页
利用2008—2016年舟山4个海岛气象站大风资料和欧洲中心的ERA-interim再分析资料,分析了阵风因子随平均风速、风向、小时、月份等分布的气候特征,统计阵风因子与边界层的大气稳定度、250~1000m风速与10m风速的比值、6h变温等要素的相关... 利用2008—2016年舟山4个海岛气象站大风资料和欧洲中心的ERA-interim再分析资料,分析了阵风因子随平均风速、风向、小时、月份等分布的气候特征,统计阵风因子与边界层的大气稳定度、250~1000m风速与10m风速的比值、6h变温等要素的相关后,选取最佳预报因子,利用BP人工神经网络方法,根据不同因子组合对阵风进行循环试报。结果表明:①平均风速较小时阵风因子波动范围大;靠近大陆站点的阵风因子及来自陆地方向气流的阵风因子偏大。②白天11:00—16:00受太阳辐射影响大气湍流相对较强,阵风因子偏大。7—9月沿海受台风影响频繁,其阵风因子要大些,而11—12月阵风因子偏大则与来流方向的地表粗糙度较大有关。③阵风因子和边界层不同高度的风速与10m风速比值,及气温具有明显正相关,与边界层大气稳定度参数具有负相关,相关结果印证了阵风主要物理成因与动量的垂直湍流输送有关。④阵风循环试报表明最佳组模型试报的绝对误差及方差均比对比组模型减少约11%~25%,具有较好的预报效果。 展开更多
关键词 阵风因子 大气稳定度 边界层 人工神经网络 湍流
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大涡模式水平分辨率对边界层夹卷过程及示踪物垂直传输的影响 预览
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作者 王蓉 黄倩 岳平 《干旱气象》 2019年第1期48-56,共9页
利用敦煌干旱区野外加密观测资料,结合大涡模式模拟研究模式水平分辨率对边界层对流、夹卷过程及示踪物垂直传输的影响。结果表明:模式水平分辨率越高,模拟的边界层对流泡个数越多,尺度越小,且对流强度越强;提高模式水平分辨率,夹卷层... 利用敦煌干旱区野外加密观测资料,结合大涡模式模拟研究模式水平分辨率对边界层对流、夹卷过程及示踪物垂直传输的影响。结果表明:模式水平分辨率越高,模拟的边界层对流泡个数越多,尺度越小,且对流强度越强;提高模式水平分辨率,夹卷层位温方差增大,水平速度方差减小,垂直速度方差增大,且上升冷气流对夹卷层热通量的贡献最大。模式水平分辨率越高,垂直速度、位温及示踪物绝对质量浓度概率密度函数分布变化范围相对越广,且模拟的细微变化特征越清晰。另外,提高模式水平分辨率,模拟的示踪物空间分布特征更加细致,示踪物传输高度也较高。综合考虑到分辨率越高在模拟过程中产生的噪音越大且计算时间越久等问题,认为采用200m水平分辨率时,模式既能较好地模拟出边界层对流的平均结构,又能模拟出边界层湍流的较细微分布特征,是较为理想的选择。 展开更多
关键词 大涡模拟 水平分辨率 边界层 夹卷 示踪物 垂直传输
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液压系统乳化时管路边界层与系统参数的关系
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作者 李文华 柯思诚 +3 位作者 龙培基 周性坤 林珊颖 孙玉清 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期48-53,共6页
为了在船舶液压系统发生乳化故障时诊断系统状况,研究液压系统管路边界层与其系统参数的关系,以科考船绞车系统一段管路为研究对象,设计4种不同乳化污染程度的液压管路流动方案,运用Fluent对模型内部的流场进行模拟分析,并利用CFD后处... 为了在船舶液压系统发生乳化故障时诊断系统状况,研究液压系统管路边界层与其系统参数的关系,以科考船绞车系统一段管路为研究对象,设计4种不同乳化污染程度的液压管路流动方案,运用Fluent对模型内部的流场进行模拟分析,并利用CFD后处理软件对流动模型的数据进行提取,根据第二相体积分数云图来提取管道内水团处的数据,比较管路边界层与液压系统状态参数之间的关系。研究表明:管道近壁面区域的速度梯度的突变值的最大值与含水量呈正比关系;在同一位置上,管道边界层的压力梯度绝对值的最大值与液压系统的乳化污染程度参数呈正比关系。通过对液压系统的乳化故障进行定性分析,为液压系统状态监测和故障分析提供依据。 展开更多
关键词 液压系统 乳化污染 VOF模型 压力梯度 边界层
无限展长后掠翼边界层定常横流不稳定转捩分析
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作者 蔡林峰 李昊歌 陈伟芳 《计算物理》 CSCD 北大核心 2019年第2期175-181,共7页
采用γ-Reθt横流转捩拓展模型对NLF(2)-0415无限展长后掠机翼进行数值模拟,重点分析来流雷诺数、机翼表面粗糙度及后掠角对边界层横流不稳定性的影响.研究发现γ-Reθt横流转捩拓展模型能够准确预测边界层定常横流不稳定转捩,计算结果... 采用γ-Reθt横流转捩拓展模型对NLF(2)-0415无限展长后掠机翼进行数值模拟,重点分析来流雷诺数、机翼表面粗糙度及后掠角对边界层横流不稳定性的影响.研究发现γ-Reθt横流转捩拓展模型能够准确预测边界层定常横流不稳定转捩,计算结果与试验数据吻合较好.结果表明来流雷诺数越大、机翼表面越粗糙,横流转捩位置越靠前;随着机翼后掠角的增加,转捩位置先前移随后逐渐靠后. 展开更多
关键词 后掠机翼 边界层 横流转捩 k-ω SST湍流模型 γ-Reθt转捩模型
2017年夏季北冰洋浮冰区海雾特征分析 预览
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作者 陈志昆 魏立新 +2 位作者 李志强 刘凯 丁明虎 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2019年第2期77-87,共11页
首先利用中国第八次北极考察队期间获取的走航观测数据分析了环北极考察的海雾特征。接下来利用在北冰洋密集浮冰区海雾加密观测实验期间获取的GPS探空观测数据和NCEP再分析资料,研究了北冰洋浮冰区海雾生成的气象要素特征、边界层特征... 首先利用中国第八次北极考察队期间获取的走航观测数据分析了环北极考察的海雾特征。接下来利用在北冰洋密集浮冰区海雾加密观测实验期间获取的GPS探空观测数据和NCEP再分析资料,研究了北冰洋浮冰区海雾生成的气象要素特征、边界层特征和大气环流形势特征,发现浮冰区冰雪面之上的冷空气穹丘使得大气易于达到饱和,为北冰洋不同种类海雾的出现造了有利条件。平流雾、辐射雾和蒸汽雾生消的机理和影响期间边界层气象特征各不相同,并且根据特定环流形势对3种海雾进行预报是可行的。 展开更多
关键词 北极浮冰区 海雾 GPS探空 边界层
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超临界机组流动加速腐蚀边界层流动模拟与分析
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作者 肖卓楠 白冬晓 +3 位作者 王超 何丽娟 陈伟鹏 徐鸿 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期13-16,共4页
流动加速腐蚀(FAC)是电厂高压漏水、管道断裂等主要事故的原因,采用Fluent软件模拟管道的流动加速腐蚀规律,将微观与宏观研究联系起来,分析了温度、流速、管型与边界层流动及流动加速腐蚀之间的规律。结果表明:与其他温度相比,150℃时... 流动加速腐蚀(FAC)是电厂高压漏水、管道断裂等主要事故的原因,采用Fluent软件模拟管道的流动加速腐蚀规律,将微观与宏观研究联系起来,分析了温度、流速、管型与边界层流动及流动加速腐蚀之间的规律。结果表明:与其他温度相比,150℃时管道边界层处的Fe^2+质量浓度增大,边界层的厚度更薄,边界层的腐蚀较严重,对流动加速腐蚀的影响也较大,为最易腐蚀温度;腐蚀速率随流速的增大而增大;T型三通管相比直管易发生腐蚀,且在流向改变处腐蚀最严重。 展开更多
关键词 超临界机组 流动加速腐蚀 边界层 FE^2+ FLUENT
渤海湾西北湾顶泥沙运动特征及模拟
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作者 左利钦 黄廷杰 +2 位作者 陆永军 季荣耀 侯庆志 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期2043-2054,共12页
渤海湾西北湾顶处于粉沙质到淤泥质海岸过渡地带,泥沙运动复杂.根据三角架定点观测和水文测验资料,分析了不同水文条件下的含沙量变化特征,探讨了风浪掀沙模拟的关键处理方法.研究表明,研究海域泥沙运动与风浪关系密切,在小风天气下含... 渤海湾西北湾顶处于粉沙质到淤泥质海岸过渡地带,泥沙运动复杂.根据三角架定点观测和水文测验资料,分析了不同水文条件下的含沙量变化特征,探讨了风浪掀沙模拟的关键处理方法.研究表明,研究海域泥沙运动与风浪关系密切,在小风天气下含沙量很小,六七级风以上天气条件下,且持续作用时,含沙量持续增大,较小风天气增幅达3~6倍左右;含沙量明显变化的临界波高约为0.5m.从研究海域观测的底部边界层水流结构、剪切力等角度进行了波浪掀沙的水动力机制分析.基于泥沙扩散方程,提出了风浪条件下泥沙模拟的处理方法,包括含沙量层化效应、制约沉速、动床阻力、参考浓度等.与实测资料比较表明,提出的计算方法基本可模拟风浪过程引起的含沙量变化.该研究不仅为类似海域提供基本数据,而且给出了模拟计算关键问题的处理方法,具有重要的理论和实践意义. 展开更多
关键词 风浪掀沙 含沙量 边界层 泥沙模拟 渤海湾
平面平行管道中的MHD方程组的边界层 预览
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作者 王娜 王术 《数学物理学报:A辑》 CSCD 北大核心 2019年第4期738-760,共23页
该文研究平面平行管道中不可压缩MHD方程组的边界层问题.利用多尺度分析和精细的能量方法,证明了当粘性系数与磁耗散系数趋近于0时,粘性与磁耗散MHD方程组的解收敛到理想MHD方程组的解.
关键词 不可压缩MHD方程组 边界层 平面平行管道
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超强台风山竹近地层外围风速剖面演变特性现场实测 预览
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作者 赵林 杨绪南 +3 位作者 方根深 崔巍 宋丽莉 葛耀君 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期43-54,共12页
利用多普勒激光雷达在琼州海峡北岸徐闻地区从2018年9月15日12:28到2018年9月17日13:53对1822号超强台风山竹外围风场进行实测,获得台风登陆前29个小时至登陆后21个小时时间范围内每隔10min一次的近地层风速剖面演变数据。总结台风远端... 利用多普勒激光雷达在琼州海峡北岸徐闻地区从2018年9月15日12:28到2018年9月17日13:53对1822号超强台风山竹外围风场进行实测,获得台风登陆前29个小时至登陆后21个小时时间范围内每隔10min一次的近地层风速剖面演变数据。总结台风远端风场演变过程的4个阶段:外围小风、登陆前强风切变、登陆后低空急流、台风远离时风速衰减;发现台风远端风场S形和反C形2种风剖面形态;总结距离台风中心230~750km范围内最大风速高度沿台风半径向外先增大后减小的趋势;发现台风登陆前远端风场平均最大风速高度约360m,平均风剖面幂指数0.41,登陆后平均最大风速高度约800m,平均风剖面幂指数0.28;验证Vickery提出的对数律修正模型对台风远端风场风剖面形态的适用性,发现该模型对反C形风剖面拟合度较好,对S形风剖面上部重现度较差。 展开更多
关键词 台风 远端风场 边界层 实测 风剖面 演变过程
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2017年5月长三角地区一次沙尘重污染天气成因分析 预览 被引量:1
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作者 霍彦峰 邓学良 +4 位作者 弓中强 杨关盈 孙强 翟菁 于彩霞 《气象与环境学报》 2019年第1期26-34,共9页
利用地面污染物监测数据、常规气象数据,ECMWF再分析数据以及L-波段无线电探空数据,并结合后向轨迹模型,对2017年5月长三角地区的一次沙尘重污染天气过程进行成因分析。结果表明:此次沙尘重污染过程是天气系统、地面及边界层气象条件共... 利用地面污染物监测数据、常规气象数据,ECMWF再分析数据以及L-波段无线电探空数据,并结合后向轨迹模型,对2017年5月长三角地区的一次沙尘重污染天气过程进行成因分析。结果表明:此次沙尘重污染过程是天气系统、地面及边界层气象条件共同作用的结果。东亚大槽东移、冷空气南下并配合地面高压的发展使河西走廊、宁夏大部、内蒙古西部出现沙尘天气,为后期长三角地区沙尘的输送提供了沙源;850hPa上较大的风速为上游沙尘源区向下游长三角地区输送提供了通道;高压中心的下沉运动和白天增强的热对流活动使得高层沙尘影响地面具备了足够的动力条件;当沙尘抵达长三角上游地区后,不断减弱的冷空气和趋于静稳的近地面形势不利于污染物扩散,加剧了此次污染过程。 展开更多
关键词 沙尘 重污染 天气形势 边界层 后向轨迹
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浙江海岛台风和冬季大风阵风特征的对比分析 预览
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作者 胡波 俞燎霓 滕代高 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期25-36,共12页
为了提高阵风预报准确率,利用2006—2016年浙江7个海岛气象站资料和ERA-interim资料,分析了台风和冬季大风的阵风因子与10 m稳定风速、风向、Brunt-Vaisala频率、总体理查逊数、边界层250~1 000 m风速及其与10 m稳定风速比值等的关系,... 为了提高阵风预报准确率,利用2006—2016年浙江7个海岛气象站资料和ERA-interim资料,分析了台风和冬季大风的阵风因子与10 m稳定风速、风向、Brunt-Vaisala频率、总体理查逊数、边界层250~1 000 m风速及其与10 m稳定风速比值等的关系,对比两种大风系统阵风的主要成因差异,最后对冬季大风的阵风因子进行拟合。(1)从总体上,台风阵风因子比冬季大风要大0.1~0.2,波动幅度也一般比冬季大风偏大0.3~0.5。有些站点在稳定风速较大时,阵风因子随稳定风速变化不明显,而有的站点变化幅度较大。(2)站点不同方位的地表特征差异明显,导致台风和冬季大风的阵风因子在某个风向上有较统一的最大值和最小值,两者差值一般为0.2~0.3。(3)大气边界层台风样本主要表现为气流辐合上升及正涡度,而冬季大风样本主要表现为辐散下沉及负涡度,台风垂直速度、涡度和散度的强度均明显大于冬季大风样本;从Brunt-Vaisala频率来看,边界层750 m处冬季大风样本总体为静力不稳定,而台风样本总体为静力稳定;从总体理查逊数来看,台风样本和冬季大风样本两者边界层250 m处动力不稳定程度接近。(4)台风和冬季大风的阵风主要形成机制不同,冬季阵风与边界层上层气流向下动量传输引发的辐合辐散有关,而台风阵风可能更多与边界层气流的水平动量输送引发的辐合辐散有关。(5)基于风向、边界层1 000 m处风速和10 m稳定风速的冬季大风阵风因子的拟合模型,比仅考虑10m稳定风速的拟合模型的绝对误差减少了20%~50%,误差方差也减少了10%~30%。 展开更多
关键词 台风大风 冬季大风 阵风因子 边界层
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天津夏季边界层低层大气中PAN和O3的输送特征分析
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作者 姚青 马志强 +4 位作者 林伟立 刘敬乐 王晓佳 蔡子颖 韩素芹 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期67-75,共9页
采用在线仪器监测分析2017年夏季天津气象铁塔220 m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)和O3的体积分数,并结合气象观测资料和后向轨迹分析PAN和O3的输送特征.观测期间PAN和O3体积分数平均值分别为(0.73±0.56)×10^-9和(53±... 采用在线仪器监测分析2017年夏季天津气象铁塔220 m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯(PAN)和O3的体积分数,并结合气象观测资料和后向轨迹分析PAN和O3的输送特征.观测期间PAN和O3体积分数平均值分别为(0.73±0.56)×10^-9和(53±25)×10^-9,最大小时体积分数分别为3.49×10^-9和137×10^-9,PAN和O3体积分数具有相似的日变化特征,白昼PAN和O3浓度高于夜间,且PAN和O3浓度相关系数(R2=0.52)显著高于夜间(R^2=0.21).观测期间偏南风下PAN和O3浓度最高,偏东风下最低,风玫瑰图和后向轨迹聚类分析都表明,来源于西南方向的气流轨迹对应的污染物浓度最高,途经渤海和河北、辽宁沿海地区的偏东气流对应的PAN和O3体积分数最低,边界层内输送对PAN和O3的体积分数分布起到了重要作用. 展开更多
关键词 过氧乙酰硝酸酯(PAN) 臭氧 输送特征 边界层 天津
红外热像边界层转捩探测的飞行试验应用研究 预览
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作者 王猛 钟海 +2 位作者 衷洪杰 王红州 李玉军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期160-167,共8页
针对飞行试验层流测试,开展基于红外热像的边界层转捩探测技术应用研究。分析了高空飞行条件对红外测试的影响因素,包括光路布局、蒙皮表面处理工艺、蒙皮加热等,有针对性地提出红外测试方案。在此基础上,以某民用飞机为试验平台,开展... 针对飞行试验层流测试,开展基于红外热像的边界层转捩探测技术应用研究。分析了高空飞行条件对红外测试的影响因素,包括光路布局、蒙皮表面处理工艺、蒙皮加热等,有针对性地提出红外测试方案。在此基础上,以某民用飞机为试验平台,开展飞行演示验证试验,飞行海拔高度范围5km至7km,马赫数范围0.5至0.65。进行了有/无蒙皮加热、有/无太阳等状态的机翼表面热图采集,对比分析蒙皮加热、太阳辐射等因素对红外转捩探测信噪比的影响特性,通过多个架次试验观测分析机翼前缘污染对转捩的影响特性。为消除由前缘污染物诱发湍流楔等因素导致转捩位置误判,提出了一种基于统计分析的机翼转捩位置判定方法,提高了转捩探测结果的可靠性。本文提供了三组真实飞行条件下的边界层转捩位置数据,雷诺数达到1.5×107。演示验证飞行试验结果表明,通过蒙皮内部加热方式可有效提高红外热图信噪比,利用固定转捩方法验证探测结果,使用本文方法测得的转捩位置偏差量不超过弦长0.5%。 展开更多
关键词 飞行试验 翼套 边界层 红外热像 转捩探测
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不同供气总压下高压圆盘气体轴承边界层对流换热系数的研究 预览
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作者 郭良斌 刘剑 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期118-122,共5页
传统的气体轴承供气压力小,气流速度低,气流温度变化小,气膜内的流场可看成恒温流动。而高压圆盘气体轴承中的气流速度可达超音速,气膜内边界层的温度梯度大,因此,需对气膜内的边界层对流换热问题进行研究。对轴承气膜内的流场进行数值... 传统的气体轴承供气压力小,气流速度低,气流温度变化小,气膜内的流场可看成恒温流动。而高压圆盘气体轴承中的气流速度可达超音速,气膜内边界层的温度梯度大,因此,需对气膜内的边界层对流换热问题进行研究。对轴承气膜内的流场进行数值模拟,结果表明:边界层厚度沿轴承半径方向增加,边界层在气膜内完全发展,主流区消失;边界层的作用致使气流速度下降;对速度边界层的特征进行分析,预测了气膜内边界层的转捩位置。计算了不同供气总压下的对流换热系数,并与Bartz公式的计算结果进行对比分析,验证了所采用的计算方法的可靠性和计算结果的准确性。 展开更多
关键词 气体轴承 边界层 对流换热 Bartz公式 数值模拟 转捩
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边界层人工转捩的大涡模拟及壁面脉动压力研究 预览
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作者 徐嘉启 梅志远 刘志华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期157-166,共10页
为了验证边界层人工转捩技术实现船模边界层壁面脉动压力载荷相似的可行性,采用大涡模拟以及功率谱估计获得平板湍流边界层壁面脉动压力功率谱,并与试验值、半经验模型值进行了对比,验证了数值模拟的可靠性。采用大涡模拟获得了绊线上... 为了验证边界层人工转捩技术实现船模边界层壁面脉动压力载荷相似的可行性,采用大涡模拟以及功率谱估计获得平板湍流边界层壁面脉动压力功率谱,并与试验值、半经验模型值进行了对比,验证了数值模拟的可靠性。采用大涡模拟获得了绊线上下游壁面脉动压力的均方值、自功率谱和波数频率谱;以脉动压力均方值、自功率谱特征为判据,对比了方形、锯齿形绊线的转捩效果。结果表明:绊线高度雷诺数大于吉宾斯雷诺数;两种绊线均可实现边界层转捩,且壁面脉动压力的功率谱特征、谱级相近;与同流速平板湍流边界层相比,即使在当地雷诺数较低时,绊线下游边界层壁面脉动压力自功率谱平台区仍然高出10dB左右。设计的绊线可用于减弱船模边界层壁面脉动压力的尺度效应,并有助于实现壁面脉动压力载荷相似。 展开更多
关键词 边界层 人工转捩 大涡模拟 壁面脉动压力
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自适应边界层非奇异快速终端滑模控制
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作者 张贝贝 赵东亚 +1 位作者 高守礼 张佳舒 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第4期717-723,共7页
针对传统非奇异快速终端滑模在平衡点附近收敛速率比经典终端滑模收敛速率慢的问题,提出了一种非线性不确定系统改进型非奇异快速终端滑模,在平衡点附近获得比经典终端滑模更快的收敛速率。其次,设计了一种自适应边界层非奇异快速终端... 针对传统非奇异快速终端滑模在平衡点附近收敛速率比经典终端滑模收敛速率慢的问题,提出了一种非线性不确定系统改进型非奇异快速终端滑模,在平衡点附近获得比经典终端滑模更快的收敛速率。其次,设计了一种自适应边界层非奇异快速终端滑模算法,使系统状态能有限时间收敛到一个剩余集。自适应边界层的应用进一步提高了系统控制精度,改善了系统鲁棒性。同时,根据Lyapunov理论证明系统的闭环稳定性。最后,通过Matlab仿真表明,对非线性不确定系统,该算法能大大提高系统的控制精度,改善系统鲁棒性。 展开更多
关键词 非奇异快速终端滑模 剩余集 自适应 边界层 非线性不确定系统
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