考慮近地風(fēng)湍流的球面屋蓋雷諾數(shù)效應(yīng)研究.pdf

1、雷諾數(shù)效應(yīng)是指在不同雷諾數(shù)下鈍體繞流的流動(dòng)模式發(fā)生改變，進(jìn)而使鈍體表面風(fēng)荷載發(fā)生變化的現(xiàn)象，是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)性問(wèn)題。目前關(guān)于雷諾數(shù)效應(yīng)的研究仍處于理論探索階段；研究對(duì)象為均勻流場(chǎng)下的圓柱、柱面屋蓋，關(guān)于其它曲面屋蓋的研究較少；研究?jī)?nèi)容多關(guān)注的是結(jié)構(gòu)表面平均風(fēng)壓系數(shù)、風(fēng)力系數(shù)等氣動(dòng)參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律，針對(duì)脈動(dòng)風(fēng)壓場(chǎng)及旋渦作用的研究較少，而湍流場(chǎng)下的雷諾數(shù)效應(yīng)更鮮有研究。本文以1/4矢跨比球面屋蓋為研究對(duì)象，在均勻流場(chǎng)和湍流場(chǎng)

2、下開(kāi)展了系列變雷諾數(shù)測(cè)壓試驗(yàn)，側(cè)重研究在湍流場(chǎng)下球殼雷諾數(shù)效應(yīng)的表現(xiàn)，主要內(nèi)容包括：
　?。?）開(kāi)展了均勻流及大氣邊界層湍流下1/4矢跨比球面屋蓋的變雷諾數(shù)風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)。為拓展風(fēng)洞試驗(yàn)中雷諾數(shù)區(qū)間的范圍（均勻流場(chǎng)雷諾數(shù)區(qū)間為8.48×104~2.06×106，湍流場(chǎng)雷諾數(shù)區(qū)間為9.66×104~1.38×106），采用三種不同尺度模型進(jìn)行試驗(yàn)，并通過(guò)與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證數(shù)據(jù)的合理性。
　?。?）總結(jié)整理了雷諾數(shù)效應(yīng)研究中兩

3、個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的研究方法，即雷諾數(shù)轉(zhuǎn)捩區(qū)間的確定及基于分解技術(shù)（本征正交分解POD、譜正交分解SPT）研究旋渦的作用。
　?。?）基于風(fēng)壓分布、風(fēng)力系數(shù)、壓力梯度等氣動(dòng)參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律確定雷諾數(shù)轉(zhuǎn)捩區(qū)間，均勻流場(chǎng)轉(zhuǎn)捩區(qū)上限為2.48×105，邊界層湍流場(chǎng)為2.07×105。通過(guò)對(duì)比均勻流場(chǎng)及湍流場(chǎng)下的結(jié)果探討流場(chǎng)湍流對(duì)雷諾數(shù)效應(yīng)的影響。
　?。?）通過(guò)頻譜分析，考察不同雷諾數(shù)、不同流場(chǎng)條件下，風(fēng)壓譜與風(fēng)力譜的變化規(guī)律，重點(diǎn)