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圆柱尾流雷诺应力与平均速度变形率空间弛豫效应的PIV测量

霍星  
【摘要】:本文针对圆柱尾流中沿流向存在的Karman涡街周期性涡旋结构,利用二维高时间分辨率粒子图像测速TRPIV技术,在低速回流式水槽中,对圆柱尾流雷诺应力与平均速度变形率的空间弛豫效应进行了实验测量,对圆柱尾流复涡黏湍流模型进行了实验研究。 通过在水槽中放入不同直径的圆柱模型,在水槽中获得不同雷诺数下的圆柱尾流。采用TRPIV技术测量圆柱尾流二维瞬时速度空间分布图像的时间序列。经空间差分计算获得二维瞬时速度梯度及速度变形率的空间分布。再经时间平均,获得平均速度变形率的空间分布图像。 同时,对二维瞬时速度空间分布的时间序列进行时间平均,获得二维平均速度的空间分布,再用瞬时速度减去平均速度获得脉动速度空间分布图像的时间序列,再对脉动速度分量乘积空间分布图像的时间序列进行时间平均,获得二维雷诺应力各分量的空间分布图像。 根据湍流涡黏性模式理论,通过对比雷诺应力空间分布与平均速度变形率空间分布之间的空间相位差,证实了湍流复涡黏性模式理论的合理性。


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