發(fā)布時(shí)間：2024-10-04 19:53

　　本文從湍流邊界層中相干結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制的角度,利用高時(shí)間分辨率粒子圖像測(cè)速技術(shù)（TRPIV）對(duì)超疏水壁面（SH）壁湍流減阻機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。利用壁湍流瞬時(shí)速度場(chǎng)的空間局部平均結(jié)構(gòu)函數(shù)提出了空間多尺度局部平均渦量以及空間擬渦能。綜合使用條件采樣及空間相位平均技術(shù),對(duì)超疏水壁面以及親水壁面（PH）情況下湍流邊界層中相干結(jié)構(gòu)的空間特征進(jìn)行提取,分析超疏水壁面對(duì)相干結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)而研究超疏水壁面的減阻機(jī)理。實(shí)驗(yàn)在雷諾數(shù)Re_??13500下進(jìn)行,用湍流邊界層平均速度剖面擬合壁面摩擦速度,通過(guò)摩擦速度計(jì)算摩擦切應(yīng)力和摩擦阻力系數(shù),得到超疏水壁面5.8%的減阻率。通過(guò)對(duì)超疏水壁面和親水壁面的無(wú)量綱平均速度剖面、雷諾應(yīng)力剖面、湍流度剖面等進(jìn)行比較,結(jié)果顯示,超疏水壁面表現(xiàn)出的減阻特性非常直觀。文中還對(duì)兩種壁面湍流邊界層近壁區(qū)內(nèi)相干結(jié)構(gòu)的噴射和掃掠事件進(jìn)行檢測(cè),將提取出來(lái)的猝發(fā)事件的平均速度展向渦量流線拓?fù)涞任锢砹吭谙嗤�法向位置處進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)超疏水壁面可以減弱噴射和掃掠事件的發(fā)生。在此基礎(chǔ)上,引入擬渦能的概念,闡述了擬渦能的檢測(cè)方法,得到兩種壁面擬渦能的空間分布,從而獲得每個(gè)法向...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1邊界層的演化

第一章緒論物面沿法向至0.99Ue（Ue表示自由來(lái)流速度）位置之間的距離。圖1-1顯示了界層的演化過(guò)程，在這里我們只討論湍流邊界層。在湍流邊界層中存在多種不類型相干結(jié)構(gòu)，從數(shù)百倍壁面黏性長(zhǎng)度單位尺度的內(nèi)條帶結(jié)構(gòu)到數(shù)十倍邊界層度量級(jí)的超大尺度運(yùn)動(dòng)[3]，這些相干結(jié)構(gòu)隨著尺....

圖1-2湍流邊界層速度剖面

圖1-2湍流邊界層速度剖面Figure1-2Profileofmeanflowinturbulentboundaryl相干結(jié)構(gòu)的研究多尺度、有結(jié)構(gòu)的不規(guī)則流體運(yùn)動(dòng)。研究者對(duì)湍流階段，其中后兩個(gè)階段是當(dāng)今研究湍流問(wèn)題的主要湍流運(yùn)動(dòng)等同于氣體分子運(yùn)動(dòng)，將湍流運(yùn)動(dòng)....

圖1-3Q事件的定義Figure1-3ThedefinitionofQevent

了槽道湍流中流向渦的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)其以均速度）向下游移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)向上抬起向位置和范圍大小可用渦量均方沿壁面法向位大值(y+=20)可表示流向渦渦核平均法向高度值(y+=5)的差可表示流向渦的平均半徑。流向渦構(gòu)與周圍流體存在速度差而產(chǎn)生剪切層，容易在條帶附近。隨著湍....

圖1-4發(fā)卡渦的演化以及結(jié)構(gòu)模型

流向渦開(kāi)始抬升形成發(fā)卡渦，如圖1-4所示，發(fā)卡渦是由兩條沿流向拉長(zhǎng)的渦腿與沿展向抬起成弓形的渦頭相連而形成的。流向渦的一些部分因受到擾動(dòng)向下游突出并逐漸抬升形成渦頭，兩端則仍然保持相對(duì)較低的速度，從而維持在近壁區(qū)運(yùn)動(dòng)形成渦腿，因此渦頭和渦腿將處于不同法向高度。而隨著法向高度的增....

本文編號(hào)：4007080