本文關(guān)鍵詞： PIV 湍流邊界層 發(fā)卡渦 渦包 漩渦強(qiáng)度 渦識別　出處：《船舶力學(xué)》2016年Z1期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：湍流邊界層流動精細(xì)渦結(jié)構(gòu)的分析對于水下航行體表面減阻乃至降噪機(jī)理的深入研究都具有重要意義。文章應(yīng)用粒子圖像測速技術(shù)(PIV),對Re_θ=1 743和5 400時(shí)的平板湍流邊界層的流向一法向平面流場進(jìn)行了測試研究。一方面,直接對瞬時(shí)速度場精細(xì)渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行提取分析,通過Galilean分解和λ_(ci)準(zhǔn)則識別出流向—法向平面中的發(fā)卡渦及發(fā)卡渦包。研究表明,發(fā)卡渦和雷諾應(yīng)力的分布特征具有高度相關(guān)性;發(fā)卡渦包產(chǎn)生了流向動量的法向不規(guī)則分層分布特征。另一方面,文中通過對500個(gè)瞬時(shí)速度場子樣進(jìn)行時(shí)間平均分析,獲得了不同雷諾數(shù)下平均速度以及湍流度分量的法向分布規(guī)律。此外,文中還對發(fā)卡渦的幾何尺寸和漩渦強(qiáng)度λ_(ci)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。研究表明,在y~+50范圍內(nèi)無量綱化的漩渦強(qiáng)度λ_(ci)δ/u_τ沿法向迅速衰減,且在不同雷諾數(shù)下變化曲線基本一致;在y~+50后λ_(ci)δ/u_τ衰減平緩,且低雷諾數(shù)下的值較大。
[Abstract]:The analysis of the fine vortex structure of turbulent boundary layer flow is of great significance for the deep study of drag reduction and even noise reduction on the surface of underwater vehicle. In this paper, the particle image velocimetry technique is applied to the plate turbulence at Re胃 1 743 and 5 400. The flow field of the boundary layer in a normal plane is studied. The fine vortex structure of instantaneous velocity field is extracted and analyzed directly, and the hairpin vortex and the hairpin vortex package in the flow direction normal plane are identified by the Galilean decomposition and 位 _ S _ (cic) criterion. The study shows that the distribution characteristics of the hairpin vortex and the Reynolds stress are highly correlated. On the other hand, 500 samples of instantaneous velocity field are analyzed in time average. The normal distribution of the mean velocity and turbulence component at different Reynolds numbers is obtained. In addition, the geometric size and swirl intensity of the hairpin vortex are analyzed statistically. In the range of y50, the dimensionless swirl strength 位 _ C _ I) 未 / u _ 蟿 attenuates rapidly along the normal direction, and the variation curve is basically the same at different Reynolds numbers, and the attenuation of 未 / u _ 蟿 is gentle after y50, and the value at low Reynolds number is larger.
【作者單位】： 中國船舶科學(xué)研究中心船舶振動噪聲重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51379193) 江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK2012536)
【分類號】：O357.5

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本文編號：1516830