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周期性吹吸扰动对湍流边界层相干结构影响的实验研究

作　者: 孙伟
导　师: 姜楠
学　校: 天津大学
专　业: 流体力学
关键词: 湍流边界层 多尺度相干结构 局部平均速度结构函数 子波变换 周期性吹吸扰动
分类号: O357.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文应用热线测速技术,对风洞中平板湍流边界层壁面施加周期性吹吸扰动进行了试验研究。实验采用IFA300恒温热线风速仪和X形二分量边界层热线探针精细测量了平板流动边界层,在施加不同频率的局部周期性吹吸扰动前后不同法向位置的瞬时流向、法向速度分量的时间序列信号。用子波变换对湍流脉动速度信号进行多尺度分解,用自相关法确定了不同尺度湍流结构的时间尺度。利用子波系数的瞬时强度因子、瞬时平坦因子和平坦因子检测平板湍流边界层中的多尺度相干结构。运用湍流多尺度相干结构的观点,来描述湍流局部多尺度湍涡结构相对迁移运动和局部多尺度变形的局部平均速度结构函数的平均波形,研究了多尺度相干结构猝发时流向速度分量、法向速度分量和瞬时雷诺应力分量的动力学发展、演化过程,并提出三者之间的相位关系。通过平板底部表面沿展向切割一条5毫米宽的窄缝,用扬声器从壁面对平板湍流边界层施加不同频率的局部周期性吹吸扰动,通过改变平板湍流边界层中多尺度相干结构的发生概率、强度、能量分布、条件相位平均波形、间歇性等统计特征,对平板湍流边界层的不同尺度流动结构进行干扰和控制。研究不同频率的周期性扰动对平板边界层中的多尺度相干结构的影响。

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中图分类: > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学 > 粘性流体力学 > 湍流（紊流）
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