周期性壁面吹吸扰动在湍流边界层内的发展演化  

EVOLUTION OF PERIODIC WALL BLOW/SUCTION DISTURBANCE IN TURBULENT BOUNDARY LAYER

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作  者:郝刚立[1,2] 姜楠[2,3] 

机构地区:[1]石家庄经济学院工程学院,石家庄050031 [2]天津大学机械工程学院力学系,天津300072 [3]天津市现代工程力学重点实验室,天津300072

出  处:《机械强度》2013年第6期730-736,共7页Journal of Mechanical Strength

基  金:国家自然科学基金资助项目(11272233);国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2012CB720101);河北省科学技术研究与发展指导计划项目资助(11213947)~~

摘  要:用IFA300热线风速仪和双丝热线探针,在风洞中精细测量施加不同频率周期扰动前后的平板湍流边界层不同流向和法向位置的流向和法向速度分量的时间序列信号,采样频率高于Kolmogorov耗散时间尺度对应的频率。采用周期相位平均技术,从湍流边界层瞬时流向和法向速度分量信号中提取周期扰动速度信号的周期相位平均波形。对不同频率的扰动波在湍流边界层内沿流向和法向的衰减进行实验研究,测量不同扰动频率的流向、法向速度分量的扰动振幅在湍流边界层内沿流向和法向的分布,应用流动稳定性理论,计算扰动信号幅值的增长率在湍流边界层内沿流向和法向的分布,并与已有的理论、计算和实验结果进行对比分析。Time sequence signals of instantaneous longitudinal and normal velocity components at different longitudinal and normal positions in a turbulent boundary layer have been finely measured simultaneously by IFA300 constant temperature anemometer and double-sensor hot-wire probe with sampling resolution higher than the frequency that corresponds to the smallest time scale of Kolmogorov dissipation scale before/after introducing artificial periodic blow and suction perturbation. The period- phase-average technique is applied to extract the periodic waveforms of artificial perturbation from instantaneous time sequence signals of longitudinal and normal turbulence background. Experimental investigation is carried out on the attenuation characteristics of periodic perturbation wave with different frequency along longitudinal direction and normal direction in a turbulent boundary layer. The amplitude distributions of longitudinal and normal disturbing velocity component for different perturbation frequencies are measured at different downstream and normal positions in turbulent boundary layer. The amplitude growth rate of artificial periodic perturbation wave is calculated according to flow instability theory.

关 键 词:周期性人工扰动 湍流边界层 热线测速 

分 类 号:O357.52[理学—流体力学] O357.54[理学—力学]

 

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