開縫圓柱尾流流場(chǎng)和阻力特性的實(shí)驗(yàn)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(shí)際應(yīng)用，例如開縫圓柱可作為渦流流量計(jì)的很適用的渦街發(fā)生器，以及可以作為脈動(dòng)灑水器的核心組件。開縫圓柱繞流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其變化的物理機(jī)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(duì)圓柱尾流流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化的影響，以及對(duì)渦流溢放頻率的調(diào)制作用。實(shí)驗(yàn)測(cè)量在廈門大學(xué)航空流體＆PIV實(shí)驗(yàn)室的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中進(jìn)行，該平臺(tái)可以進(jìn)行精密循環(huán)水槽實(shí)驗(yàn)和拖動(dòng)式臺(tái)車實(shí)驗(yàn)。實(shí)

2、驗(yàn)內(nèi)容包括定性流動(dòng)顯示和定量測(cè)量兩部分，其中流動(dòng)顯示目的在于深入了解流動(dòng)的物理機(jī)理；定量測(cè)量包括天平直接測(cè)力和近尾流流場(chǎng)的時(shí)序PIV測(cè)量。流動(dòng)測(cè)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(jī)組合實(shí)現(xiàn)時(shí)序解析PIV(Time-Resolved PIV)測(cè)量。論文工作起點(diǎn)于標(biāo)定測(cè)試設(shè)備和PIV系統(tǒng)。在不同來流速度下，對(duì)開縫圓柱繞流流場(chǎng)的特征進(jìn)行了細(xì)致的PIV實(shí)驗(yàn)研究。隨后利用高精度六分量測(cè)力天平直接測(cè)量開縫圓柱和基準(zhǔn)圓柱的阻力。

3、
　　 通過對(duì)大量PIV實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎng)的瞬時(shí)流態(tài)以及時(shí)均分布特征。通過時(shí)序分析尾流流場(chǎng)的瞬時(shí)流態(tài)以及對(duì)比開縫圓柱及基準(zhǔn)圓柱繞流時(shí)均尾流場(chǎng)結(jié)果，揭示了開縫圓柱縫隙結(jié)構(gòu)對(duì)其周圍和尾流場(chǎng)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(cè)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(duì)天平測(cè)力試驗(yàn)結(jié)果的處理，得到了開縫圓柱與基準(zhǔn)圓柱的阻力