非平衡湍流雷諾應(yīng)力弛豫復(fù)渦黏張量模型的實驗研究.pdf

1、本文采用熱線測速技術(shù)（HWA）和粒子圖像測速技術(shù)（PIV）對壁湍流相干結(jié)構(gòu)調(diào)制雷諾應(yīng)力和非平衡湍流雷諾應(yīng)力渦黏模型的時——空弛豫效應(yīng)進行了實驗研究。用熱線測速技術(shù)，對壁湍流相干結(jié)構(gòu)調(diào)制雷諾應(yīng)力與速度變形率的時域弛豫效應(yīng)進行了實驗研究；用層析TRPIV和二維TRPIV技術(shù)對壁湍流相干結(jié)構(gòu)調(diào)制雷諾應(yīng)力與速度變形率的空間弛豫效應(yīng)進行了實驗研究；最后采用二維TRPIV技術(shù)對軸流風(fēng)機引起的周期變化非平衡湍流場中雷諾應(yīng)力與速度變形率的時——空弛豫效

2、應(yīng)進行了實驗研究。
　　用熱線測速技術(shù)，對壁湍流相干結(jié)構(gòu)調(diào)制雷諾應(yīng)力與速度變形率的時域弛豫效應(yīng)進行了實驗研究。用IFA-300恒溫?zé)峋€風(fēng)速儀、平行絲熱線探針和X型雙絲熱線探針，以高于湍流最小時間尺度的分辨率，精細(xì)測量了風(fēng)洞中壁湍流不同法向位置處速度變形率和對應(yīng)位置的雷諾應(yīng)力。應(yīng)用時間局部平均速度結(jié)構(gòu)函數(shù)概念對流向速度信號進行多尺度分解，以流向速度分量的局部平均速度結(jié)構(gòu)函數(shù)的局部極值作為特征量檢測壁湍流相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)的噴射和掃掠過程。

3、用相位平均技術(shù)提取相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)時調(diào)制雷諾應(yīng)力以及速度變形率的相位平均波形。應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)計算了調(diào)制雷諾應(yīng)力分量與速度變形率分量之間的時間相位。基于理論上壁湍流相干結(jié)構(gòu)弛豫渦黏模型對渦黏系數(shù)的分析，研究了相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)過程中調(diào)制雷諾應(yīng)力分量與速度變形率分量之間的時間弛豫效應(yīng)。
　　用層析TRPIV和二維TRPIV技術(shù)對壁湍流相干結(jié)構(gòu)調(diào)制雷諾應(yīng)力與速度變形率的空間弛豫效應(yīng)進行了實驗研究。用二維TRPIV測量了水槽中壁湍流流向-法向平面內(nèi)

4、二維速度分量空間分布的時間序列，用三維層析TRPIV技術(shù)測量了壁湍流三維速度場空間分布的時間序列信號。應(yīng)用空間局部平均速度結(jié)構(gòu)函數(shù)概念對測量所獲得的速度分量進行多尺度分解，以流向速度分量的局部平均速度結(jié)構(gòu)函數(shù)的局部極值作為特征量檢測壁湍流相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)的噴射和掃掠過程。應(yīng)用空間相位平均技術(shù)提取相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)時調(diào)制雷諾應(yīng)力分量和速度變形率分量的空間相位平均拓?fù)湫螒B(tài)。發(fā)現(xiàn)調(diào)制雷諾應(yīng)力分量與對應(yīng)的速度變形率分量的空間分布具有空間相位的不同步性。<

5、br>　　采用二維TRPIV技術(shù)對軸流風(fēng)機引起的周期變化非平衡湍流場中雷諾應(yīng)力與速度變形率的時空弛豫效應(yīng)進行了實驗研究。用二維TRPIV測量了低速軸流風(fēng)機內(nèi)部葉片60％跨度處壓力面與吸力面，以及風(fēng)機出口徑向平面的速度場空間分布。應(yīng)用周期相位平均技術(shù)提取軸流風(fēng)機湍流場中不同時空相位雷諾應(yīng)力分量與速度變形率分量的周期相位平均形態(tài)，研究兩者的時空演化過程；應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)研究了兩者之間的時空弛豫相位關(guān)系。發(fā)現(xiàn)雷諾應(yīng)力分量與速度變形率分量的極值發(fā)