学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

圆柱尾迹影响下旁路转捩的实验研究

作　者: 唐湛棋
导　师: 姜楠
学　校: 天津大学
专　业: 流体力学
关键词: 圆柱尾迹旁路转捩 Q准则二次涡粒子图像测速技术
分类号: O357.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文利用低速回流式水槽、借助TR PIV粒子图像分析系统进行圆柱尾迹影响下平板层流边界层旁路转捩的实验研究。首先,实验在无扰动情况下,对基本流场进行TR PIV测量,将实验所得到的流向平均速度剖面与经典Blasuis层流速度剖面经行对比,两者符合较好,证实基本流场为层流边界层。其次,在水槽中,相对于平板前缘不同流向法向位置处分别加入展向圆柱,采用TR PIV技术,对圆柱尾迹影响下不同流向、法向位置的流场依次分段进行测量,经过图像处理,得到二维瞬时速度平面空间分布的时间序列。结合平均速度剖面、湍流强度分布对转捩起始点和结束点分别进行判定,分析了圆柱相对于平板前缘的不同位置对转捩起始点、结束点以及转捩区长度的影响。采用多尺度子波分析技术对转捩区中速度信号进行二维空间上多尺度分解,结合分尺度Q准则对不同尺度的相干结构进行辨识,识别并追踪二次涡在转捩区中的发展过程。对转捩区中,对流向脉动速度和涡量进行相位平均,在转捩区中发现边界层内存在低速“鼓包”区域,且“鼓包”总是与边界层外的低速尾迹涡成对出现。沿流向发展,“鼓包”形状愈加突出。在转捩末段30cm-38cm的区域内,通过对涡量的相位平均提取出了马蹄涡结构,发现旁路转捩过程中马蹄涡涡头的演化到受涡头与涡腿之间的相互诱导作用、时均剪切作用、圆柱尾迹旋涡对其的诱导作用三个因素的共同影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-19
  1.1 转捩研究概述  7-13
  1.2 PIV技术概述  13-15
    1.2.1 PIV技术具体实现过程  13
    1.2.2 PIV技术的计算方法  13
    1.2.3 PIV技术的互相关算法  13-15
  1.3 旁路转捩研究背景  15-18
    1.3.1 旁路转捩  16
    1.3.2 二次涡  16-18
  1.4 本文的工作  18-19
第二章实验设备与测量技术  19-24
  2.1 实验设备与装置  19-20
    2.1.1 回流式水槽简介  19-20
    2.1.2 实验模型简介  20
  2.2 PIV技术  20-24
    2.2.1 PIV测速原理  20-21
    2.2.2 激光器  21-22
    2.2.3 示踪粒子  22-23
    2.2.4 高速相机  23-24
第三章实验平均流场的测量和研究  24-34
  3.1 实验测量方法  24-26
  3.2 层流流场测量  26-27
  3.3 转捩起始点的判定  27-31
  3.4 转捩结束点的判定  31-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章转捩区多尺度相干结构的研究  34-57
  4.1 子波变换与湍流多尺度局部平均结构函数  34-37
    4.1.1 基于局部平均概念的速度结构函数  34-35
    4.1.2 Harr子波变换与湍流多尺度局部平均结构函数的关系  35-37
  4.2 二维空间局部平均速度结构函数与子波分析  37-39
  4.3 Q准则  39
  4.4 子波系数结合Q准则检测和提取转捩区中多尺度相干结构  39-57
    4.4.1 展向涡结构的检测与提取  39-51
    4.4.2 转捩区中多尺度低速鼓包和马蹄涡的提取  51-57
第五章结论  57-58
参考文献  58-63
发表论文和参加科研情况说明  63-64
致谢  64

圆柱尾迹影响下旁路转捩的实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文