類仙人掌圓柱繞流的PIV實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文利用激光粒子圖像速度場(chǎng)PIV(Particle Image Velocimetry)測(cè)試技術(shù)對(duì)類仙人掌圓柱繞流的定常及非定常特性進(jìn)行了細(xì)致的實(shí)驗(yàn)研究。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了一系列的處理分析,闡述了類仙人掌圓柱表面齒槽結(jié)構(gòu)對(duì)繞流流動(dòng)的影響,揭示了類仙人掌圓柱的減阻機(jī)理。首先,作者根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求改進(jìn)了用于湍流實(shí)驗(yàn)的低速循環(huán)水槽,并建立和完善了用于獲取高空間分辨率繞流平均速度場(chǎng)的PIV(High-Resolution PIV)系統(tǒng),以及用于流

2、場(chǎng)非定常特性測(cè)量的時(shí)序PIV(Time-Resolved PIV,TR-PIV)系統(tǒng)。通過對(duì)高分辨率PIV測(cè)量所得到的海量速度場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到了圓柱周圍及尾跡流場(chǎng)的時(shí)均分布特征。通過對(duì)比類仙人掌圓柱及光滑圓柱的時(shí)均尾流場(chǎng)結(jié)果,揭示了類仙人掌圓柱齒槽結(jié)構(gòu)對(duì)其周圍及尾跡的影響。通過對(duì)時(shí)序PIV系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行頻譜分析、相關(guān)分析、相干分析及條件平均分析,獲取了圓柱尾跡中旋渦脫落的頻率及其演化過程。此外,為了更清晰的理解類仙人掌圓柱的減阻