CN113153868A - 一种增强湍流工业流体稳健性的方法 - Google Patents
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Abstract
一种增强湍流工业流体稳健性的方法，属于流体动态术领域,其特征在于是一种水气雾化束湍流通过涡量能抑制流体扰动并增强流体稳健性的方法，该方法为湍流作为主要能量的工业流体的应用提供便利，为彻底根除湍流波动影响降低流体性能导致不能正常工作并造成重大损失的现象提供技术保障,为科学利用湍流工业流体，安全有效地防范湍流工业流体性能劣化对工业生产造成的危害和不必要的损失提供了解决办法和技术准备的技术方案，更重要的是为湍流工业流体开辟了更广泛的应用领域。
Description
技术领域
本发明一种增强湍流工业流体稳健性的方法，属于流体动态控制技术领域,具体涉及一种水气雾化束湍流通过涡量能抑制流体扰动并增强流体稳健性的方法，该方法为科学利用湍流工业流体，安全有效地防范湍流工业流体性能劣化对工业生产造成的危害和不必要的损失提供了解决办法和技术准备的技术方案，更重要的是为湍流工业流体开辟了更广泛的应用领域。
背景技术
根据动量方程的分解可以发现，单一性质的流体运动有两个基本动力学过程：以涡量为特征变量的横过程即剪切过程，和以胀量或热力学变量（压力、密度、焓、熵）为特征变量的纵过程即胀压过程；纵过程的特征结构为：声波、激波、势流等，横过程的特征结构为：涡或涡旋，涡旋是有旋流体在在各种运动学效应和大雷诺数动力学效应下，通过剪切、缠绕和涡量拉伸自组织成的管状结构，它们在流体运动中导致动能向其周围的高度集聚，起着肌腱的作用，连续性方程的运动学效应和动量方程不同分量间耦合的动力学显示，涡的轴向拉伸往往伴随着向心的经向速度，导致周围流体被卷并到漩涡中而形成动能的集聚，使涡旋成为流动的组织者，其发生和演化过程及其对整个流动的影响，应当根据而且只能根据涡动力学（关于横过程及其纵过程相互作用的理论）来解释。流体运动过程是一个动能损耗过程，也是阻力产生过程，是一个复杂的非线性过程，特别对于湍流这一过程更是剧烈和复杂。基于此湍流特性，湍流不稳定性和能量有效转化效率低就成为湍流应用实践中两个天然缺陷，使得湍流长期以来以“乱流”形象出现于各工业场景中，“鲜”有应用价值，而且大多数场合是唯恐避之不及的“祸害”，只有将其起“改良”才有可能利用。业界对湍流改良工作做了大量的研究，但是针对这一复杂问题，仅用一种或者几种调节手段使得湍流驯服的设计思想及实践，证明是不能解决湍流流动不确定性和稳定性这一业界难题的。
总而言之在流体动态控制技术领域，水气雾化束湍流运行过程中达到可控、阻力小、动能损耗小和扰动后波动小使流体具有稳健性是一个难以突破和攻克的技术难题，尤其是在工业流体的研究过程中，如何更科学合理利用湍流工业流体，如何更安全有效地防范湍流工业流体性能的劣化对工业生产造成的危害和不必要的损失，如何为湍流工业流体开辟更广泛的应用领域都是本领域中急需解决的难题。
发明内容
本发明一种增强湍流工业流体稳健性的方法，目的在于是为解决水气雾化束湍流运行过程中达到可控、阻力小、动能损耗小和扰动后波动小使流体具有稳健性是一个难以突破和攻克的技术难题, 尤其是在为工业流体的研究过程中，如何更科学合理利用湍流工业流体，如何更安全有效地防范湍流工业流体性能的劣化对工业生产造成的危害和不必要的损失，如何为湍流工业流体开辟更广泛的应用领域提供技术方案。
本发明一种增强湍流工业流体稳健性的方法，其特征在于是
一种以复杂性的涡旋波流体沿湍流运行方向缠绕在湍流束表面一起流动，复杂的涡旋波流体沿湍流运行方向以自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行湍流高效转化为缠绕涡旋波、束层流和可控动能,抑制流体扰动并增强流体稳健性的方法,该方法的运行过程是在水气雾化束湍流表层，沿湍流运行方向缠绕有涡旋波流体，随水气雾化束湍流运行和扩散,涡旋波流体将自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，这样就保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证,流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运,该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳的更小束流体,直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行,具体实施过程是:结合水气雾化束湍流结构示意图1和水气雾化束湍流运行过程示意图2进一步说明, 水气雾化系统由水气雾化束流体1和涡旋波流体5组成，水气雾化束流体1外围沿流动方向缠绕有涡旋波流体5，水气雾化束流体1为人造湍流，水气雾化束流体1在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下，首先抑制了水气雾化束流体1本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下将水气雾化束流体1膨胀能、热能和涡能转化为水气雾化束流体1类层流态和涡旋波流体5涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得水气雾化束流体1这一过程不发生能量损耗和浪费，同时健化运行完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置运动到流动位置二B位置，AB直线距离0.03-0.25m，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置，BC直线距离0.20-0.55m，生成更小束流体3；更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能和涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.35-0.75m，生成丝化束流体4；丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能和涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离0.66-1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，其具体实施步骤为：
第一步，将水气雾化束流体1稳健化，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置到流动位置二B位置运动；
第二步，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置；
第三步，生成更小束流体3，更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.35-0.75m；
第四步，生成丝化束流体4，丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能和涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离0.66-1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够流动位置五E位置开展工业性应用工作，如此循环往复。
本发明一种增强湍流工业流体稳健性的方法的优点在于: 本发明率先提出了用涡旋调节手段去解决湍流流动不稳定性和能量有效转化效率低的难题，克服了调节手段单一适应性差的缺陷，以复杂性去适应复杂性，以复杂性去抑制和控制湍流能量去消除不确定性适应，其关键特征在于是以复杂性的涡旋波流体沿湍流运行方向缠绕在湍流束表面一起流动，复杂的涡旋波流体沿湍流运行方向以自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，保证了湍流能量的高效转化为可控动能实现高效可控运动，这样还保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证。流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行；该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行更小束流体；直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行。本发明水气雾化束湍流以涡量能抑制流体扰动并增强流体稳健性的方法，为湍流作为主要能量的工业流体的应用提供便利，为彻底根除湍流波动影响降低流体性能导致不能正常工作并造成重大损失的现象提供技术保障，这样人们就能更科学利用好湍流工业流体、更安全有效地防范湍流工业流体的性能劣化对工业生产造成的不必要损失，而且为湍流在更广领域的应用提供解决办法和技术准备。
附图说明
图1为水气雾化束湍流结构示意图
图中标号为：
1、水气雾化束流体
5、涡旋波流体
图2为水气雾化束湍流运行过程示意图
1、水气雾化束流体
2、多束流体
3、更小束流体
4、丝化束流体
5、涡旋波流体
6、多束流体涡旋波
7、更小束流体涡旋波
8、丝化束流体涡旋波
A、出口位置一
B、流动位置二
C、流动位置三
D、流动位置四
E、流动位置五。
实施方式1
运行过程是在水气雾化束湍流表层，沿湍流运行方向缠绕有涡旋波流体，随水气雾化束湍流运行和扩散,涡旋波流体将自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，这样就保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证,流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运,该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行的更小束流体,直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行,具体实施过程是: 结合水气雾化束湍流结构示意图1和水气雾化束湍流运行过程示意图2进一步说明, 水气雾化系统由水气雾化束流体1和涡旋波流体5组成，水气雾化束流体1外围沿流动方向缠绕有涡旋波流体5，水气雾化束流体1为人造湍流，水气雾化束流体1在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下，首先抑制了水气雾化束流体1本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下将水气雾化束流体1膨胀能、热能和涡能转化为水气雾化束流体1类层流态和涡旋波流体5涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得水气雾化束流体1这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置运动到流动位置二B位置，AB直线距离0.25m，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置，BC直线距离0.55m，生成更小束流体3；更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.75m，生成丝化束流体4；丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，其具体实施步骤为：
第一步，将水气雾化束流体1稳健化，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置到流动位置二B位置运动；
第二步，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置；
第三步，生成更小束流体3,更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.75m；
第四步，生成丝化束流体4,丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，如此循环往复。
实施方式2
运行过程是在水气雾化束湍流表层，沿湍流运行方向缠绕有涡旋波流体，随水气雾化束湍流运行和扩散,涡旋波流体将自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，这样就保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证,流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运,该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行的更小束流体,直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行,具体实施过程是: 结合水气雾化束湍流结构示意图1和水气雾化束湍流运行过程示意图2进一步说明, 水气雾化系统由水气雾化束流体1和涡旋波流体5组成，水气雾化束流体1外围沿流动方向缠绕有涡旋波流体5，水气雾化束流体1为人造湍流，水气雾化束流体1在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下，首先抑制了水气雾化束流体1本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下将水气雾化束流体1膨胀能、热能和涡能转化为水气雾化束流体1类层流态和涡旋波流体5涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得水气雾化束流体1这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置运动到流动位置二B位置，AB直线距离0.03m，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置，BC直线距离0.20m，生成更小束流体3；更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.35m，生成丝化束流体4；丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离0.66m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，其具体实施步骤为：
第一步，将水气雾化束流体1稳健化，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置到流动位置二B位置运动；
第二步，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置；
第三步，生成更小束流体3，更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.35m；
第四步，生成丝化束流体4,丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离0.66m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，如此循环往复。
实施方式3
运行过程是在水气雾化束湍流表层，沿湍流运行方向缠绕有涡旋波流体，随水气雾化束湍流运行和扩散,涡旋波流体将自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，这样就保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证，流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运,该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行的更小束流体,直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行,具体实施过程是: 结合水气雾化束湍流结构示意图1和水气雾化束湍流运行过程示意图2进一步说明, 水气雾化系统由水气雾化束流体1和涡旋波流体5组成，水气雾化束流体1外围沿流动方向缠绕有涡旋波流体5，水气雾化束流体1为人造湍流，水气雾化束流体1在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下，首先抑制了水气雾化束流体1本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的涡旋波流体5作用下将水气雾化束流体1膨胀能、热能和涡能转化为水气雾化束流体1类层流态和涡旋波流体5涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得水气雾化束流体1这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置运动到流动位置二B位置，AB直线距离0.25m，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置，BC直线距离0.55m，生成更小束流体3；更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.70m，生成丝化束流体4；丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离1.00m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，其具体实施步骤为：
第一步，将水气雾化束流体1稳健化，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一A位置到流动位置二B位置运动；
第二步，生成多束流体2；多束流体2外表面沿运动方向多束流体涡旋波6，多束流体2在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下，首先抑制了多束流体2本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波6作用下将多束流体2膨胀能、热能、涡能转化为多束流体2类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体2这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二B位置运动到流动位置三C位置；
第三步，生成更小束流体3，更小束流体3在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下，首先抑制了更小束流体3本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波7作用下将更小束流体3膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体3类层流态和更小束流体涡旋波7涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体3这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三C位置运动到流动位置四D位置，CD直线距离0.70m；
第四步，生成丝化束流体4，丝化束流体4沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波8，丝化束流体4在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下，首先抑制了丝化束流体4本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波8作用下将丝化束流体4膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波8类层流态和多束流体涡旋波6涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体4这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四D位置到流动位置五E位置运动，DE直线距离1.00m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够E位置开展工业性应用工作，如此循环往复。
Claims (1)
1.一种增强湍流工业流体稳健性的方法，其特征在于是一种以复杂性的涡旋波流体沿湍流运行方向缠绕在湍流束表面一起流动，复杂的涡旋波流体沿湍流运行方向以自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行湍流高效转化为缠绕涡旋波、束层流和可控动能，抑制流体扰动并增强流体稳健性的方法，该方法的运行过程是在水气雾化束湍流表层，沿湍流运行方向缠绕有涡旋波流体，随水气雾化束湍流运行和扩散,涡旋波流体将自身涡量抑制了水气雾化束湍流运行和扩散胀压过程，使得水气雾化束湍流在涡旋波流体缠绕下类层流运行，稳定后束层流运行，湍流能转化为缠绕涡旋波和束层流运行动能，这样就保证流体运行到新的位置后涡量能抑制流体进一步扰动并使得流体稳健性增强，为流体开展新的工作保证提供运行形态和能量保证,流体运行到新的位置后涡量能不仅能抑制流体进一步扰动并随着束流体运动形态的扩散有序生成多束流体，该多束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运,该过程经过加速迭代，该多束流体生成缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行的更小束流体,直至迭代生成丝化束流体，丝化束流体外表面也缠绕有涡旋波流体进行稳健化运行，具体实施过程是:结合水气雾化束湍流结构示意图进一步说明，水气雾化系统由水气雾化束流体(1)和涡旋波流体(5)组成，水气雾化束流体(1)外围沿流动方向缠绕有涡旋波流体(5)，水气雾化束流体(1)为人造湍流，水气雾化束流体(1)在缠绕其流动外表面的涡旋波流体(5)作用下，首先抑制了水气雾化束流体(1)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的涡旋波流体(5)作用下将水气雾化束流体(1)膨胀能、热能和涡能转化为水气雾化束流体(1)类层流态和涡旋波流体(5)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得水气雾化束流体(1)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一（A）位置运动到流动位置二（B）位置，AB直线距离0.03-0.25m，生成多束流体(2)；多束流体(2)外表面沿运动方向多束流体涡旋波(6)，多束流体(2)在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波(6)作用下，首先抑制了多束流体(2)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波(6)作用下将多束流体(2)膨胀能、热能和涡能转化为多束流体(2)类层流态和多束流体涡旋波(6)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体(2)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二（B）位置运动到流动位置三(C)位置，BC直线距离0.20-0.55m，生成更小束流体(3)；更小束流体(3)在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波(7)作用下，首先抑制了更小束流体(3)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波(7)作用下将更小束流体(3)膨胀能、热能和涡能转化为更小束流体(3)类层流态和更小束流体涡旋波(7)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体(3)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三(C)位置运动到流动位置四(D)位置，CD直线距离0.35-0.75m，生成丝化束流体(4)；丝化束流体(4)沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波(8)，丝化束流体(4)在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波(8)作用下，首先抑制了丝化束流体(4)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波(8)作用下将丝化束流体(4)膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波(8)类层流态和多束流体涡旋波(6)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体(4)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四(D)位置到流动位置五(E)位置运动，DE直线距离0.66-1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够流动位置五(E)位置开展工业性应用工作,其具体实施步骤为：
第一步，将水气雾化束流体1稳健化，同时完成水气雾化束湍流由生成出口位置一(A)位置到流动位置二(B)位置运动；
第二步，生成多束流体(2)；多束流体(2)外表面沿运动方向多束流体涡旋波(6)，多束流体(2)在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波(6)作用下，首先抑制了多束流体(2)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的多束流体涡旋波(6)作用下将多束流体(2)膨胀能、热能、涡能转化为多束流体(2)类层流态和多束流体涡旋波(6)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得多束流体(2)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置二(B)位置运动到流动位置三(C)位置；
第三步，生成更小束流体(3)，更小束流体(3)在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波(7)作用下，首先抑制了更小束流体(3)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的更小束流体涡旋波(7)作用下将更小束流体(3)膨胀能、热能、涡能转化为更小束流体(3)类层流态和更小束流体涡旋波(7)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得更小束流体(3)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置三(C)位置运动到流动位置四(D)位置，CD直线距离0.35-0.75m；
第四步，生成丝化束流体(4),丝化束流体(4)沿运动方向在其流动外表面缠绕有丝化束流体涡旋波(8)，丝化束流体(4)在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波(8)作用下，首先抑制了丝化束流体(4)本身扰动的响应能力，同时在缠绕其流动外表面的丝化束流体涡旋波(8)作用下将丝化束流体(4)膨胀能、热能、涡能转化为丝化束流体涡旋波(8)类层流态和多束流体涡旋波(6)涡旋态储存起来，这样随着时间尺度和运动尺度的变化，使得丝化束流体(4)这一过程不发生能量损耗和浪费，同时完成水气雾化束湍流由流动位置四(D)位置到流动位置五(E)位置运动，DE直线距离0.66-1.38m，这样具有足够动能、涡能及尺度特征的水气雾化束湍流就能够流动位置五(E)置开展工业性应用工作，如此循环往复。
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|---|
| COSMIN CIORTAN等: "Turbulent free-surface flow around a Wigley hull using the slightly compressible flow formulation", 《OCEAN ENGINEERING》 * |
| 肖红光等: "新型栅元湍流流动及涡结构数值模拟", 《原子能科学技术》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113153868B (zh) | 2022-12-09 |
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