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| 1 | 雷诺应力各向异性涡黏模型的层析TRPIV测量显示文摘利用层析TRPIV测量水洞中平板湍流边界层3D-3C速度场的高分辨率时间序列数据库.提出了空间局部平均多尺度速度结构函数的新概念,描述湍流多尺度涡结构的空间拉伸、压缩、剪切变形和旋转.用空间局部平均多尺度速度结构函数对湍流脉动速度进行了空间多尺度分解.用空间流向局部平均多尺度速度结构函数,根据湍流多尺度涡结构在流向的拉伸和压缩物理特征,提出了新的湍流相干结构条件采样方法,检测并提取了层析TRPIV数据中相干结构'喷射'和'扫掠'事件中的脉动速度、平均速度变形率、雷诺应力等物理量的空间拓扑形态.通过研究平均速度变形率各分量与雷诺应力各分量之间的空间相位差异,肯定了壁湍流相干结构雷诺应力各向异性复涡黏模型的合理性. | 姜楠 管新蕾 于培宁 | 2012 | 力学学报2012，44，2： | 11 |
| 2 | 湍流边界层相干结构空间拓扑形态的层析TRPIV测量显示文摘用层析TRPIV(time-resolved paticle image velocimetry)技术精细测量了水洞中平板湍流边界层三分量速度的时空序列信号,提出了空间局部平均多尺度速度结构函数的新概念描述湍流多尺度涡结构的空间拉伸、压缩、剪切变形和旋转.用空间局部平均多尺度速度结构函数对湍流脉动速度进行了空间多尺度分解.用空间局部平均多尺度速度结构函数的新概念,根据湍流多尺度涡结构在空间流向的拉伸和压缩特征,提出了新的湍流相干结构条件采样方法,检测并提取了层析TRPIV数据中相干结构的'喷射'和'扫掠'事件中的速度、涡量等物理量的空间拓扑形态.发现在喷射和扫掠事件中均存在一对反向旋转的准流向'马蹄形'涡结构. | 姜楠 于培宁 管新蕾 | 2012 | 航空动力学报2012，27，5： | 10 |
| 3 | Experimental investigation of Reynolds stress complex eddy viscosity model for coherent structure dynamics显示文摘Time sequence signals of streamwise and normal velocity components,as well as velocity strain rate,at different vertical locations in the turbulent boundary layer over a smooth flat plate in a wind tunnel have been finely examined by the use of double-sensor hot-wire anemometry.The local module maximum for wavelet coefficient of longitudinal velocity component,as a detecting index,is employed to educe the ejection and sweep process of the coherent structure burst in the turbulent boundary layer from the random fluctuating background.The coherent waveforms of Reynolds stress residual contribution term for random fluctuations to coherent structure,as well as the velocity strain rate of coherent structure,are extracted by the conditional phase average technique.Based on the theoretical analysis of eddy viscosity coefficient in complex eddy viscosity model for coherent structure,the macro-relaxation effect between Reynolds stress residual contribution term of random fluctuations to coherent structure and the velocity strain rate of coherent structure is studied and the variations of the phase difference between them across the turbulent boundary layer are investigated experimentally.The rationality of complex eddy viscosity model for coherent structure is confirmed through the investigation. | JIA YongXia TANG ZhanQi JIANG Nan | 2011 | Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)2011，54，7： | 9 |
| 4 | 湍流边界层空间特征尺度的层析TRPIV测量显示文摘利用层析TRPIV测量得到的平板湍流边界层三维三分量速度场数据库,计算得到了平板湍流边界层空间耗散尺度、剪切尺度、泰勒微分尺度、积分尺度等典型空间特征尺度分别为3~5,40~100,20~50,4000个壁面单位,发现耗散尺度随法向位置缓慢增加,剪切尺度在靠近壁面的区域随法向位置变化不明显,积分尺度已不随法向位置变化。按照局部平均速度空间变形率的概念,沿流向分解得到了平板湍流边界层速度场分尺度速度空间变形率。利用空间自相关法得到了平板湍流边界层流向不同尺度湍涡的空间长度,研究发现小尺度情况下,湍涡结构的空间尺度总体上沿法向增大,且在近壁面,展向尺度与流向尺度相当,在湍流边界层外边界之外,湍涡结构的空间尺度逐渐趋于相等;大尺度的情况下,平板湍流边界层中湍涡结构的空间尺度随着法向位置先增加,然后有一个缓慢增加的过程,且总是流向尺度大于展向尺度,法向尺度最小。 | 杨绍琼 姜楠 | 2011 | 实验力学2011，26，4： | 8 |
| 5 | Study on local topology model of low/high streak structures in wall-bounded turbulence by tomographic time-resolved particle image velocimetry显示文摘The relationship between the bursting event and the low/high-speed streak in the logarithmic law(log-law) region of a turbulent boundary layer is investigated. A tomographic time-resolved particle image velocimetry(TRPIV) system is used to measure the instantaneous three-dimensional-three-component(3D-3C) velocity field. The momentum thickness based Reynolds number is about 2460. The topological information in the log-law region is obtained experimentally. It is found that the existence of the quadrupole topological structure implies a three-pair hairpin-like vortex packet, which is in connection with the low/high-speed streak. An idealized 3D topological model is then proposed to characterize the observed hairpin vortex packet and low/high-speed streak. | Haiping TIAN Nan JIANG Yongxiang HUANG Shaoqiong YANG | 2015 | Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)2015，36，9： | 6 |
| 6 | 壁湍流调制雷诺应力和拟序结构应变率空间形态的层析PIV实验研究显示文摘采用高时间分辨率的层析PIV技术,测量了水洞壁湍流三维速度分量空间分布的时间序列,应用局部平均速度结构函数概念对流向速度信号进行多尺度分解,以流向速度分量的局部平均速度结构函数过零点作为特征量检测壁湍流中拟序结构猝发的喷射和扫掠过程,应用空间相位平均技术提取拟序结构猝发的喷射和扫掠过程各速度分量、涡量分量、拟序结构速度应变率分量以及调制雷诺应力分量的空间相位平均拓扑形态。为了引入平衡态涡粘模型假设模拟调制雷诺应力,研究了拟序结构猝发过程中调制雷诺应力分量和速度变形率分量的空间分布形态,发现两者之间的空间相位分布不一致。由于存在时空相位不同步性,说明需要考虑大尺度拟序涡结构引起动量传递的时空弛豫效应。应用经典的线性平衡态下的Boussinesq涡粘模型不能准确地描述壁湍流拟序结构动量传递非平衡现象的物理机理。对于壁湍流拟序结构动力学方程中调制雷诺应力的模拟,应采用包含时空相位信息的复涡粘张量模型。由于雷诺应力与速度变形率的时空不同步性,对非平衡非局部湍流场的数值模拟提出了一个挑战性的问题,建议采用包含相位信息的复涡粘张量模型来模拟雷诺应力张量,从而更加符合雷诺应力演化的物理机理,这一模型有可能成为一个很有发展前景的封闭模型,从而更加准确地预测工业领域中广泛存在的非平衡湍流。 | 贾永霞 姜楠 | 2012 | 实验流体力学2012，26，3： | 5 |
| 7 | 柔性锯齿形尾缘流动分离控制实验的多尺度相干结构研究显示文摘本文采用柔性锯齿形尾缘进行了流动分离控制风洞实验。利用高频响热线风速仪测量了翼型尾流场,结合瞬时强度因子迭代算法,在时域、频域提取出多尺度湍流相干结构,分析了弹性振动和柔性形变对扰动传播不稳定性的影响。实验结果表明:尾流中分离区厚度减小5%弦长,柔性锯齿形尾缘跟随来流自适应变形摆动,吸收了约20%的尾缘剪切层中的湍动能,产生的大尺度扰流涡持续传递至前缘剪切层,降低了很大范围低频带宽内的功率谱密度,具有良好的降噪效果;脱落涡中相干结构的振幅和发生频率显著削弱,对尾流分离区边界移动、大型涡包破碎和抑制传播的作用非常明显。 | 巩绪安 张鑫 马兴宇 范子椰 唐湛棋 姜楠 | 2022 | 实验流体力学2022，36，6： | 3 |
| 8 | A study on coherent structures and drag-reduction in the wall turbulence with polymer additives by TRPIV显示文摘An experimental measurement was performed using time-resolved particle image velocimetry (TRPIV) to investigate the spatial topological character of coherent structures in wall-bounded turbulence of polymer additive solution. The fully developed near-wall turbulent flow fields with and without polymer additives at the same Reynolds number were measured by TRPIV in a water channel. The comparisons of turbulent statistics confirm that due to viscoelastic structure of long-chain polymers, the wall-normal velocity fluctuation and Reynolds shear stress in the near-wall region are suppressed significantly. Furthermore, it is noted that such a behavior of polymers is closely related to the decease of the motion of the second and forth quadrants, i.e., the ejection and sweep events, in the near-wall region. The spatial topological mode of coherent structures during bursts has been extracted by the new mu-level criteria based on locally averaged velocity structure function. Although the general shapes of coherent structures are unchanged by polymer additives, the fluctuating velocity, velocity gradient, velocity strain rate and vorticity of coherent structures during burst events are suppressed in the polymer additive solution compared with that in water. The results show that due to the polymer additives the occurrence and intensity of coherent structures are suppressed, leading to drag reduction. | Xin-Lei Guan Shi-Yong Yao Nan Jiang | 2013 | Acta Mechanica Sinica2013，29，4： | 3 |
| 9 | 基于单个压电振子的湍流边界层主动控制显示文摘利用安装在壁面上的单个压电振子周期振荡,采用开环主动控制方案,实现了对平板湍流边界层相干结构猝发的主动控制和壁湍流减阻.根据不同的输入电压幅值和频率,完成了10种工况的实验.在压电振子下游2 mm处,用热线风速仪和迷你热线单丝探针,精细测量湍流边界层不同法向位置瞬时流向速度信号的时间序列,分析了在Reθ=2 183压电振子振动对湍流边界层平均速度剖面、减阻率和相干结构猝发过程的影响.实验结果表明,施加控制的工况使平均速度剖面对数律层上移,产生减阻效果;压电振子振幅越大,减阻率越高,减阻效果越明显;通过对施加控制前后流向瞬时速度的多尺度湍涡结构脉动动能的尺度分析,当压电振子振动频率与壁湍流能量最大尺度的猝发频率相近时,减阻率达到最大,为25%,说明控制壁湍流能量最大尺度相干结构的猝发是实现壁湍流减阻的关键;通过对比相干结构猝发的流向速度分量条件相位平均波形,发现施加控制的工况中相干结构猝发流向速度分量的波形幅值明显降低,且流向速度在扫掠后期高速阶段迅速衰减,缩短了高速流体的下扫过程,说明压电振子的振动能抑制相干结构的高速流体下扫过程,减弱高速流体与壁面的强烈剪切过程,并使近壁区域相干结构的振幅显著减弱,迁移速度加快,从而减小壁面摩擦阻力. | 张浩 郑小波 姜楠 | 2016 | 力学学报2016，48，3： | 3 |
| 10 | 高分子溶液对湍流边界层减阻机理的实验研究显示文摘采用TRPIV实验测量了不同雷诺数下聚丙烯酰胺(PAM)溶液的平板湍流边界层的速度场。研究结果表明:在加入少量PAM后,湍流边界层壁面阻力出现降低,并且减阻率随雷诺数的升高而增大;PAM湍流的平均速度剖面的对数律区与清水湍流具有相同的斜率,但具有更高的法向位置。与清水湍流相比,PAM湍流的脉动速度的强度明显减弱,雷诺切应力显著减小。通过采用改进的基于空间局部平均速度结构函数的象限分裂法以及新型条件采样法计算了湍流猝发事件中各物理量的空间相位平均场。其结果表明作为雷诺切应力主要来源的喷射和扫掠事件,在近壁区受到明显抑制。 | 王超伟 杨绍琼 姜楠 | 2021 | 应用力学学报2021，38，6： | 3 |
| 11 | Multi-scale phase average waveform of electroencephalogram signals in childhood absence epilepsy using wavelet transformation显示文摘BACKGROUND:Recent studies have focused on various methods of wavelet transformation for electroencephalogram(EEG) signals.However,there are very few studies reporting characteristics of multi-scale phase waves during epileptic discharge.OBJECTIVE:To extract multi-scale phase average waveforms from childhood absence epilepsy EEG signals between time and frequency domains using wavelet transformation,and to compare EEG signals of absence seizure with pre-epileptic seizure and normal children,and to quantify multi-scale phase average waveforms from childhood absence epilepsy EEG signals.DESIGN,TIME AND SETTING:The case-comparative experiment was performed at the Department of Neuroelectrophysiology,Tianjin Medical University from August 2002 to May 2005.PARTICIPANTS:A total of 15 patients with childhood absence epilepsy from the General Hospital of Tianjin Medical University were enrolled in the study.The patients were not administered anti-epileptic drugs or sedatives prior to EEG testing.In addition,12 healthy,age-and gender-matched children were also enrolled.METHODS:EEG signals were tested on 15 patients with childhood absence epilepsy and 12 normal children.Epileptic discharge signals during clinical and subclinical seizures were collected 10 and 20 times,respectively.The collected EEG signals were treated with wavelet transformation to extract multi-scale characteristics during absence epilepsy seizure using a conditional sampling method.Multi-scale phase average waveforms were collected using a conditional phase averaging technique.Amplitude of phase average waveform from EEG signals of epilepsy seizure,subclinical epileptic discharge,and EEG signals of normal children were compared and statistically analyzed in the first half-cycle.MAIN OUTCOME MEASURES:Multi-scale wavelet coefficient and the evolution of EEG signals were observed during childhood absence epilepsy seizures using wavelet transformation.Multi-scale phase average waveforms from EEG signals were observed using a conditional sampling method and phase averaging technique.RESULTS:Multi-scale characteristics of EEG signals demonstrated that 12-scale(3 Hz) rhythmical activity was significantly enhanced during childhood absence epilepsy seizure and co-existed with background structure(< 1 Hz,low frequency discharge).The phase average wave exhibited opposed phase abnormal rhythm at 3 Hz.Prior to childhood absence epilepsy seizure,EEG detected opposed abnormal α rhythm and 3 Hz composition,which were not detected with traditional EEG.Compared to EEG signals from normal children,epileptic discharges from clinical and subclinical childhood absence epilepsy seizures were positive and amplitude was significantly greater(P < 0.05).CONCLUSION:Wavelet transformation was used to analyze EEG signals from childhood absence epilepsy to obtain multi-scale quantitative characteristics and phase average waveforms.Multi-scale wavelet coefficients of EEG signals correlated with childhood absence epilepsy seizure,and multi-scale waveforms prior to epilepsy seizure were similar to characteristics during the onset period.Compared to normal children,EEG signals during epilepsy seizure exhibited an opposed phase model. | Meiyun Zhang Benshu Zhang Fenglou Wang Ying Chen Nan Jiang | 2010 | Neural Regeneration Research2010，5，10： | 1 |
| 12 | 含染料分子黑皂膜的共振Raman光谱显示文摘以染料分子BY为酸、碱性探针,研究了含BY的BSF,BY的CTAB胶束溶液和BY水溶液三种微环境,在不同pH条件下的共振Raman光谱。结果表明,束缚于BSF夹心界面和胶束界面的BY,具有类似的光谱变化,但BSF在很大的pH范围内(中-碱性),以酸式和碱式结构共存为特点。进一步研究发现,BSF夹心水核相的pH,对体相pH的变化,表现出相对稳定的新功能。 | 梁映秋 张韫宏 | 1994 | 中国科学(B辑)1994，24，7： | 1 |
| 13 | 吹吸扰动控制猝发过程中雷诺应力的实验显示文摘采用热线测速技术和双丝边界层热线探针,在风洞中以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率,精细测量了平板湍流边界层施加不同频率周期性质量引射前后,不同流向和法向位置的瞬时流向、法向和展向速度分量的时间序列信号.采用流向脉动速度局部平均结构函数模极大值法检测了壁湍流猝发过程中拟序结构不同速度分量和雷诺应力分量的条件相位平均波形.发现在扰动源下游一定范围内,摩擦因数和雷诺应力幅值有所减小,扰动改变了法向或展向脉动速度与流向脉动速度的条件相位平均波形的相位差,使其保持在π/2的奇数倍左右,此时雷诺应力几乎为0,改变了湍流边界层原有雷诺应力的产生和扩散输运机制,抑制了湍流雷诺应力的产生和输运. | 刘薇 姜楠 谷润平 | 2013 | 航空动力学报2013，28，8： | 1 |
| 14 | 相干结构的尺度相似性与尺度相似亚格子模型显示文摘为了对多尺度相干结构在湍流大涡模拟尺度相似亚格子模型中的作用进行实验测量研究,分析尺度相似亚格子模型的适用尺度范围以及尺度相似亚格子模型沿平板湍流边界层法向的变化规律.用热线风速仪以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置流向速度分量的时间序列信号,用局部平均速度结构函数检测湍流多尺度相干结构的条件采样方法将壁湍流信号中的多尺度相干结构成份与非相干成份分离,比较去除多尺度相干结构成份前后尺度互相关系数的变化规律,研究多尺度相干结构在湍流不同尺度间动量、能量传递的机理.研究表明,不同尺度的湍流结构相似特性存在一个尺度范围,大涡模拟的尺度相似亚格子尺度不能大于能量最大尺度. | 王瑞新 姜楠 | 2012 | 哈尔滨工程大学学报2012，33，10： | 1 |
| 15 | 湍流涡黏性模型方程中相位差的测量显示文摘基于理论上湍流相干结构复涡黏性模型对涡黏性系数的分析,应用热线测速技术测量了平板湍流边界层多尺度相干结构动力学方程中非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差。分析了湍流边界层相干结构猝发过程中,非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差沿湍流边界层法向的变化规律,为建立更加符合实际的湍流模型提供了实验依据。 | 郭爱东 姜楠 贾永霞 | 2011 | 实验流体力学2011，25，4： | 1 |
| 16 | 湍流边界层对数律区相干结构的Tomo-TRPIV实验研究显示文摘应用层析高时间分辨率粒子图像测速技术(tomographic time-resolved particle image velocimetry,Tomo-TRPIV),测量了Reθ=2460的平板湍流边界层三维3分量瞬时速度场的时间序列.提出湍流空间多尺度局部平均速度结构函数的概念,应用流向脉动速度沿流向的空间多尺度局部平均速度结构函数的正负过零点法,从瞬时脉动速度场中检测相干结构的喷射和扫掠事件,对检测到的喷射和扫掠事件的瞬态局部速度场、速度梯度场、涡量场、速度变形率场进行空间相位对齐叠加平均,获得喷射和扫掠事件的局部速度场、速度梯度场、涡量场、速度变形率场的典型特征.研究发现,相干结构喷射和扫掠时,速度梯度、速度变形率、涡量均表现为空间反对称分布的4极子结构.特别是流向涡量是沿流向、法向、展向均为反对称分布的法向多层4极子结构,表明法向各层相干结构是紧密联系,互相关联的.这种法向多层的4极子反对称结构导致强烈的动量、质量和能量交换,维持了相干结构的演化和发展过程. | 王鑫蔚 杨绍琼 姜楠 田海平 | 2020 | 气体物理2020，5，5： | 0 |
| 17 | 湍流边界层大尺度相干结构空间相位平均拓扑显示文摘湍流边界层大尺度相干结构(large-scale coherent structure,LSCS)是目前湍流边界层研究的热点之一。湍流边界层中存在大尺度相干结构均是通过各种谱的低波数峰值证实的,而对大尺度相干结构各种物理量的空间拓扑形态及其发展演化规律还缺乏研究。应用高时间分辨粒子图像测速多相机阵列系统,测量湍流边界层大尺度相干结构各种状态的空间拓扑。实验雷诺数Reτ=422,采用沿流向方向按顺序排列四个高速相机同步拍摄,得到约6.7δ×1.2δ的大视场。在所有法向层沿流向方向进行空间多尺度连续小波变换,根据分尺度小波系数得到湍动能随流向尺度和法向位置的分布,根据各尺度小波系数的正负极值点检测各尺度相干结构喷射和扫掠的拓扑中心,使用条件采样和空间相位平均的方法测得各尺度相干结构喷射和扫掠阶段的空间拓扑形态,分别得到喷射与扫掠事件的脉动速度矢量、展向涡量、流线等物理量的空间相位平均拓扑,发现大尺度喷射和扫掠事件的结构都是多个小涡组成的大尺度涡包结构,每个小涡的流线形成鞍点和焦点组成的局部不稳定动力系统。 | 岳巾会 范子椰 姜楠 | 2022 | 力学与实践2022，44，1： | 0 |
| 18 | Experimental investigation of wall-bounded turbulence drag reduction by active control of double piezoelectric vibrator显示文摘In order to manipulate the large-scale coherent structures in the wall-bounded turbulence and reduce the skin-friction,an active-control experimental investigation is performed by using the synchronous and asynchronous vibrations of double piezoelectric vibrators embedded spanwisely on a smooth flat plate surface.A TSI-IFA300 hot-wire anemometer and a TSI-1621 A-Tl.5 hot-wire probe are used to measure the time series of the instantaneous velocity at different locations.The influences of the vibrations on the wall-bounded turbulence are compared in a multi-scale point of view.A disturbance Reynolds Number Red=pd2 f/μis introduced to represent the disturbance.A probability density functions(PDFs)of the multi-scale components of the turbulence velocity and the multi-scale conditional phase-averaged waveform are studied in detail using the wavelet transform.The results show that the maximum drag reduction rate 18.54%is obtained at 100 V/160 Hz and Red=0.54 in the asynchronous vibration mode.The disturbances generated by the vibrators have a significant influence on the sweep events of the burst.The asynchronous vibration model is more effective than the synchronous vibration one.A possible physical mechanism is suggested to explain why the disturbance frequency of 160 Hz leads to an optimal parameter set for the drag reduction. | Jian-xia Bai Yong-xiang Huang Nan Jiang Xing-yu Ma Zhan-qi Tang | 2020 | Journal of Hydrodynamics2020，32，4： | 0 |
| 19 | 青少年肌阵挛癫痫脑电图的多尺度特征分析显示文摘目的运用子波分析的方法研究青少年肌阵挛(juvenile myoclonic epilepsy,JME)脑电图信号的多尺度定量特征。方法对12例JME患者痫性放电的脑电图信号采用Gauss连续子波变换(Gauss continuous wavelet transform,GCWT)进行分解,观察放电过程中脑电信号时频演变过程,在此基础上进行子波功率谱分析,并将上述结果与正常对照脑电图分析结果进行对比研究。结果 JME患者痫性放电的脑电信号经GCWT,均显示0.6 Hz和4.5 Hz显著增强的节律性活动,且两个频带上的节律性活动明显相关,0.6 Hz的低频活动以正相支开始,随后出现负相支,最后以正相支结束;而正常对照在0.023~34.68 Hz均可见节律性活动。通过子波谱分析发现JME患者痫性放电在0.6 Hz和4.5 Hz出现两个窄且高的功率峰;而正常对照的脑电信号在0.05 Hz,1.35 Hz和10 Hz存在三个宽而低的功率峰。结论 JME患者痫性放电的脑电信号的多尺度特征表现为0.6 Hz和4.5 Hz显著增强的节律性活动,且这一特征可由子波功率谱分析证实。 | 张美云 陈英 王凤楼 | 2011 | 中国神经精神疾病杂志2011，37，3： | 0 |
| 20 | 用子波分析能量最大准则修正检测壁湍流猝发的mu-level法显示文摘将壁湍流脉动速度信号子波分析技术引入壁湍流相干结构猝发检测的研究,基于子波分析能量最大准则确定相干结构猝发的时间尺度,对能量最大时间尺度的子波系数进行子波逆变换,获得能量最大时间尺度的脉动速度信号。根据其自相关函数的波长确定相干结构的平均猝发周期;根据能量最大时间尺度的子波系数的正极大值和负极小值检测壁湍流喷射和扫掠事件,获得壁湍流相干结构喷射和扫掠事件的相位平均波形。该方法可以不需要确定门限值,有效排除了小尺度脉动的干扰。 | 刘茹 姜楠 | 2016 | 实验力学2016，31，2： | 0 |
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