本文為實驗研究不同截面尺度比H的三棱柱繞流流場特性。主要關注雷諾數(shù)Re和柱體截面尺度比H對三棱柱繞流流場中阻力系數(shù)Cd、斯特勞哈爾數(shù)St和渦街流向輸運速率Ulocal等重要尾流參數(shù)的影響。實驗在廈門大學FMPL實驗室中的循環(huán)拖曳水槽中進行。實驗中應用氫氣泡顯示技術,該技術即能定性分析流場特性又能揭示流場中分離點位置。結(jié)果表明,在實驗雷諾數(shù)范圍內(nèi),分離點均位于最大橫向?qū)挾葘捻旤c（這里稱“橫頂點”）,即分離點位置固定。應用粒子成像測速技術（PIV）對三棱柱繞流流場進行定量測量,結(jié)合本征正交分解法得到尾流場相干結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)前二階模態(tài)流場結(jié)構(gòu)代表流場中卡門渦街結(jié)構(gòu),第三階模態(tài)流場結(jié)構(gòu)可表征尾流場中自由剪切層形態(tài)且該形態(tài)對雷諾數(shù)Re相對敏感。雷諾數(shù)Re=400工況,三棱柱繞流流場中自由剪切層形態(tài)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,抑制了自由來流與尾流區(qū)內(nèi)流體間動量交換,使得尾流區(qū)內(nèi)流體恢復系數(shù)減弱,尾流場中阻力系數(shù)Cd突增。對雷諾數(shù)Re=500工況下分析柱體截面尺度比H對尾流場的影響,研究發(fā)現(xiàn)尾流場中湍動能生成速率與柱體截面尺度比H成正相關,然而渦街穩(wěn)定運輸區(qū)域和渦街流向輸運速率均與柱體截面尺度比H成負相關,... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 圓柱繞流
        1.2.2 矩形柱繞流研究
        1.2.3 三棱柱研究
        1.2.4 Cd、St等表征參數(shù)的研究
        1.2.5 國內(nèi)外研究特點及問題
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗設備和測試方法
    2.1 實驗設備
        2.1.1 多功能精密循環(huán)水槽
        2.1.2 PIV試驗測速系統(tǒng)
    2.2 測試內(nèi)容
    2.3 測試方法
        2.3.1 水洞流速校準
        2.3.2 PIV測量方法
    2.4 尾流場特性分析方法
        2.4.1 PIV自適應互相關分析
        2.4.2 尾流場基本特性分析
        2.4.3 空間時間關聯(lián)
        2.4.4 本征正交分解方法
        2.4.5 二維渦旋識別準則
    2.5 本章小結(jié)
第三章 三棱柱繞流流場特性
    3.1 三棱柱流動分離及尾跡特征
        3.1.1 參數(shù)定義
        3.1.2 流動分離點
    3.2 三棱柱繞流尾流場特性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 三棱柱繞流流場特性PIV實驗分析
    4.1 雷諾數(shù)Re對三棱柱尾流場的影響
        4.1.1 三棱柱繞流流場定常分析
        4.1.2 流場相干結(jié)構(gòu)分析(雷諾數(shù)Re=300)
        4.1.3 流場相干結(jié)構(gòu)分析(雷諾數(shù)Re=400、500)
    4.2 尺度比H對三棱柱尾流場的影響
        4.2.1 不同截面尺度比H的三棱柱繞流流場定常分析
        4.2.2 不同截面尺度比H的三棱柱繞流流場相干結(jié)構(gòu)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間取得的學術成果
致謝



本文編號：3670328