pulsating flow是什麼意思，pulsating flow的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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脈動流（Pulsating Flow） 是指流體（液體或氣體）的流速或壓力隨時間發生周期性變化的流動狀态。與穩定流（流速和壓力恒定）不同，脈動流中流體的運動參數（如速度、壓力、流量）會圍繞一個平均值（或基線）呈現出規律的振蕩。這種振蕩通常由特定的驅動機制或系統特性引起。

1. 物理特征與産生機制 脈動流的本質特征是流動參數的周期性波動。這種波動可以由多種因素驅動：

• 往複機械作用： 例如活塞泵、往複式壓縮機工作時，活塞的周期性運動直接導緻出口流體産生脈動。心髒的搏動是生物體内産生血液脈動流的天然機制。
• 周期性壓力擾動： 系統中存在周期性開啟/關閉的閥門，或受到外部周期性壓力波的作用。
• 流體-結構相互作用： 在某些條件下，流體流動與彈性管道壁或内部結構相互作用，可能誘發自激振蕩，形成脈動流。
• 不穩定性： 特定流動條件下（如特定雷諾數範圍），層流可能失穩并轉變為具有周期性渦脫特征的流動（雖然嚴格意義上渦脫可能更接近周期性而非完美正弦脈動，但常被歸入脈動效應讨論範疇）。

2. 數學描述與關鍵參數 脈動流通常可以用時變函數來描述其速度 ( u(t) ) 或壓力 ( p(t) )： [ u(t) = overline{u} + u' sin(omega t + phi) ] 其中：

• ( overline{u} ) 是時均速度 (m/s)
• ( u' ) 是速度脈動的振幅 (m/s)
• ( omega = 2pi f ) 是角頻率 (rad/s)，( f ) 是脈動頻率 (Hz)
• ( phi ) 是相位角 (rad)
• ( t ) 是時間 (s) 關鍵參數包括脈動頻率 (( f ))、脈動振幅 (( u' ) 或壓力振幅 ( p' ))、波形（正弦波、方波等）、時均值 (( overline{u} )) 以及表征脈動強度的無量綱數，如沃默斯利數 (( alpha = D/2 sqrt{omega / u} ))，其中 ( D ) 為特征長度（如管徑），( u ) 為流體運動粘度。沃默斯利數反映了慣性力與粘性力的相對重要性，決定了脈動流的速度剖面分布和相位滞後特性。

3. 工程應用與影響 脈動流廣泛存在于工程實際中，其影響具有兩面性：

• 應用領域：
  • 流體輸送與計量： 活塞泵、隔膜泵是産生脈動流的典型設備，用于輸送各種流體。某些流量計（如渦街流量計、科裡奧利質量流量計）利用或依賴于流動的周期性特征進行測量。
  • 強化傳熱傳質： 在熱交換器或化學反應器中，有意引入脈動流可以破壞邊界層，增強湍流混合，從而提高傳熱和傳質效率。
  • 生物流體力學： 人體和動物體内的血液循環、呼吸氣流都是典型的脈動流，對其研究是生物醫學工程的重要基礎。
  • 脈動燃燒/反應器： 利用燃燒或反應過程的周期性變化來提升效率或實現特殊工況。
• 挑戰與問題：
  • 振動與噪聲： 脈動流是管道系統振動和流體噪聲（氣動噪聲、水錘噪聲）的主要來源之一，可能導緻結構疲勞、連接件松動或環境噪聲污染。
  • 測量誤差： 許多基于穩态流動假設設計的流量計（如孔闆、渦輪流量計）在脈動流下會産生顯著的測量誤差。
  • 能量損失： 與同等平均流量的穩定流相比，強烈的脈動可能導緻額外的摩擦損失或流動分離損失。
  • 空化風險： 壓力脈動的波谷可能使局部壓力低于流體飽和蒸汽壓，誘發空化，造成設備氣蝕損壞。

參考資料：

1. MIT OpenCourseWare - Fluid Dynamics: 提供了流體力學基礎理論，包括非定常流動（含脈動流）的數學描述和沃默斯利數等關鍵概念的解釋。 (鍊接：https://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering/2-06-fluid-dynamics-spring-2013/)
2. ASME Journal of Heat Transfer: 刊載了大量關于脈動流強化傳熱機理與應用的研究論文，是了解該領域前沿進展的重要來源。 (鍊接：https://asmedigitalcollection.asme.org/heattransfer)
3. White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill. 權威流體力學教材，對包括脈動流在内的各種流動現象有系統闡述，涵蓋基本理論和工程應用。 (标準教材，無直接鍊接，可通過圖書館或出版商獲取)

網絡擴展資料

"Pulsating flow"（脈動流）指流體在流動過程中呈現周期性波動或振蕩的現象，常見于工程、醫學和自然系統中。以下為詳細解釋：

1. 基本定義
   脈動流是流體動力學中的一種非穩态流動形式，其流速、壓力或流量隨時間呈周期性變化。例如心髒跳動驅動的血液流動、液壓系統中的周期性壓力波動等。

2. 關鍵特征

   • 周期性變化：流體參數（如速度、壓力）隨時間呈現正弦波或其他波形波動；
   • 能量傳遞：脈動可能增強傳熱效率，如通過流體擾動破壞邊界層；
   • 測量挑戰：需特殊設備（如動态流量計）精準捕捉瞬時變化。

3. 應用領域

   • 生理學：心血管系統的血液脈動流動（如動脈中的血流模拟）；
   • 機械工程：交流液壓技術（Pulsating Flow Hydraulics），用于振動控制或能量傳輸；
   • 航空航天：發動機燃燒室内的燃料脈動噴射。

4. 相關技術
   數值模拟（如計算流體力學CFD）常用于研究脈動流場特性，而實驗測量則涉及高頻傳感器和數據處理技術。

如需進一步了解具體領域的應用案例或公式推導，可參考流體力學教材或專業文獻。

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