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添加剂减阻与湍流的流动特征密切相关,而已有的研究结果表明湍流的流动特征具有混沌特性,本论文首次将混沌理论应用于槽道湍流减阻分析,所得结论对进一步研究槽道湍流减阻机理具有一定的参考价值。混沌时间系列分析是研究复杂非线性动力系统的重要手段,包括混沌吸引子关联维数、kolmogrov(柯尔莫哥洛夫)熵、最大lyapunov (李雅普诺夫)指数和Hurst (赫斯特)指数等混沌特征量的计算。利用Matlab软件编程实现混沌特征量的算法,可以形成较为完整的进行混沌时间序列分析的方法。针对加入添加剂前后的槽道湍流的两种对比情况,通过直接数值模拟分别得到槽道湍流近壁区的粘性底层、过渡层和对数律层三个不同流动区域中共五个不同位置的流向速度,每组数据由与时间相关的200000个速度模拟数值组成,将十组速度模拟值构成的十个相应的速度时间序列作为研究对象进行混沌特性的分析。以Matlab软件实现的混沌特征量算法为基础对速度时间序列进行计算,得到了各个时间序列的混沌特征量的值。根据特征量的意义对结果进行分析,水和添加剂减阻溶液的复杂流动都具有混沌特性,并且二者的特征量有着明显的差别。沿远离壁面方向,水的速度时间序列的关联维数从2.88变化到4.58,添加剂减阻溶液相应的从1.56变化到2.76。二者的分数关联维表明水和添加剂减阻溶液的槽道湍流流动都具有混沌特性,并且水的混沌程度要大于添加剂减阻溶液的。水的最大lyapunov指数从0.0104变化到0.0420,添加剂减阻溶液的从0.0024变化到0.0102。二者的最大lyapunov指数都大于0,表明水和添加剂减阻溶液的槽道湍流流动都具有混沌特性,并且水的混沌程度要大于添加剂减阻溶液的。水的kolmogrov熵从0.15变化到0.33,添加剂减阻溶液的从0.02变化到0.07,kolmogrov熵值越大,表明系统的信息损失速率越大,系统的混沌程度越大。水的Hurst指数从0.6647变化到0.7460,添加剂减阻溶液的Hurst指数从0.9234变化到0.9877,水和添加剂减阻溶液的Hurst指数都处于0.5和1之间,表明二者的流动都具有混沌特性,具有长期记忆性。显而易见,添加剂的加入使得槽道湍流流动发生了变化,使流动变得更加规则,从宏观上看达到了减阻的效果。