论文摘要
本文对风洞中平板流动边界层施加不同频率的局部周期性抽吸扰动控制湍流多尺度相干结构进行了实验研究。用IFA300热线风速仪和X形二分量边界层热线探针精细测量了平板流动边界层,在施加不同频率的局部周期性抽吸扰动前后不同法向位置的瞬时流向、法向速度分量的时间序列信号。运用湍流多尺度相干结构的新观点,描述湍流局部多尺度涡结构相对迁移运动和局部多尺度变形的局部平均速度结构函数的平均波形,研究了多尺度相干结构猝发时流向速度分量、法向速度分量和瞬时雷诺应力分量的动力学发展、演化过程,并提出三者之间的相位关系。通过平板底部表面沿展向切割一条5毫米宽的窄缝,用扬声器从壁面对平板湍流边界层施加不同频率的局部周期性抽吸扰动,通过改变平板湍流边界层中多尺度相干结构的发生概率、强度、能量分布、条件相位平均波形、间歇性等统计特征,对平板湍流边界层的不同尺度流动结构进行干扰和控制。研究不同频率的周期性扰动对平板边界层中的多尺度相干结构的影响。同时,确定16Hz周期性抽吸扰动在流向、法向的影响范围,对湍流边界层相干结构的干扰和控制有启示性作用。
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