開縫圓柱尾流流場和阻力特性的實驗研究.pdf

1、圓柱繞流是流體力學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典課題。圓柱幾何結(jié)構(gòu)的變化在工程應(yīng)用上具有許多實際應(yīng)用，例如開縫圓柱可作為渦流流量計的很適用的渦街發(fā)生器，以及可以作為脈動灑水器的核心組件。開縫圓柱繞流流場結(jié)構(gòu)及其變化的物理機制尚未見很多的研究。
　　 本文工作的核心內(nèi)容是開縫修型對圓柱尾流流動結(jié)構(gòu)變化的影響，以及對渦流溢放頻率的調(diào)制作用。實驗測量在廈門大學(xué)航空流體＆PIV實驗室的多功能實驗平臺中進行，該平臺可以進行精密循環(huán)水槽實驗和拖動式臺車實驗。實

2、驗內(nèi)容包括定性流動顯示和定量測量兩部分，其中流動顯示目的在于深入了解流動的物理機理；定量測量包括天平直接測力和近尾流流場的時序PIV測量。流動測量采用跟隨性極好的聚酰胺示蹤粒子，使用高頻激光器和高速相機組合實現(xiàn)時序解析PIV(Time-Resolved PIV)測量。論文工作起點于標(biāo)定測試設(shè)備和PIV系統(tǒng)。在不同來流速度下，對開縫圓柱繞流流場的特征進行了細致的PIV實驗研究。隨后利用高精度六分量測力天平直接測量開縫圓柱和基準(zhǔn)圓柱的阻力。

3、
　　 通過對大量PIV實驗數(shù)據(jù)進行較系統(tǒng)的處理分析，得到了開縫圓柱與基準(zhǔn)圓柱繞流尾流流場的瞬時流態(tài)以及時均分布特征。通過時序分析尾流流場的瞬時流態(tài)以及對比開縫圓柱及基準(zhǔn)圓柱繞流時均尾流場結(jié)果，揭示了開縫圓柱縫隙結(jié)構(gòu)對其周圍和尾流場的影響，展現(xiàn)了近尾流區(qū)旋渦周期性生成及其脫落的演化過程。測試結(jié)果還獲取了開縫圓柱與基準(zhǔn)圓柱在不同來流速度下尾跡中旋渦的脫落頻率。
　　 對天平測力試驗結(jié)果的處理，得到了開縫圓柱與基準(zhǔn)圓柱的阻力