环形管道中转捩流动的实验研究
流体动力学
2015-08-27 v1
摘要
本文实验研究了曲率（管径与盘绕直径之比）为 0.049 的环形管道（环面）中的流动不稳定性及随后向湍流的转捩。环形管道内的流动由一个与管道内径相配合的钢球驱动。该钢球通过移动磁铁从环面外部以恒定的方位角速度移动。该实验旨在利用光学测量技术研究弯曲管道流动。采用立体粒子图像测速仪、激光多普勒测速仪和压降测量，测量了雷诺数从 1000 到 15000 范围内的流动。获得了时间和空间分辨的速度场并进行了分析。稳态轴对称基本流动受离心效应的强烈影响。随着雷诺数的增加，我们发现了一系列分岔。在 Re=4075 时，发现了一个向振荡流动的超临界分岔，其中波以略快于平均流动的相速度沿流向传播。随着雷诺数的进一步增加，在湍流出现之前，振荡流动被一种推测为准周期的流动所取代。总体而言，结果与先前关于螺旋管和弯曲管道中湍流转捩的实验和数值研究相一致，但分岔场景的重要细节存在显著差异。
引用
@article{arxiv.1508.06546,
title = {Experimental investigation of transitional flow in a toroidal pipe},
author = {J. Kühnen and M. Holzner and B. Hof and H. Kuhlmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.06546},
year = {2015}
}