【摘要】：作為一種新的流動控制激勵器,合成射流技術在流動分離控制、降低壓力脈動和抑制噪聲等方面具有廣闊的應用前景。實驗利用合成射流主動控制技術對二維后臺階湍流分離再附流動控制進行了研究,應用表面測壓、粒子圖像測速(PIV)和熱線等多種實驗測試技術對后臺階表面壓力分布、流場結構以及剪切層特性進行了測試。結果表明,在臺階前緣施加合成射流可有效減小回流區(qū)范圍和降低再附長度,當合成射流的動量系數(shù)為0.301×10-3時,可使再附點長度減小25%。合成射流控制使得沿臺階下游的湍動能和雷諾應力增強,提高了臺階下游流場的混合效率。熱線動態(tài)結果表明頻率是后臺階分離流動控制的關鍵參數(shù),當頻率為260Hz、激勵頻率與剪切層渦脫落頻率之比為1.32、激勵頻率等同于旋渦脫落頻率時,合成射流控制效果最好,僅需消耗較小的能量即可實現(xiàn)流動控制的目的。
[Abstract]:As a new flow control exciter, synthetic jet technology has broad application prospects in flow separation control, pressure fluctuation reduction and noise suppression. In this paper, the control of two-dimensional turbulent separation and reattachment flow is studied by using synthetic jet active control technique. Surface pressure measurement, particle image velocimetry (PIV) and hot wire are used to measure the pressure distribution on the back step surface. The flow field structure and shear layer characteristics were tested. The results show that the application of synthetic jet at the front edge of the step can effectively reduce the circumfluence zone and the reattachment length. When the momentum coefficient of the synthetic jet is 0.301 脳 10 ~ (-3), the length of the reattachment point can be reduced by 25%. The turbulent kinetic energy and Reynolds stress along the lower step are enhanced by the control of the synthetic jet, and the mixing efficiency of the downstream flow field is improved. The hot wire dynamic results show that the frequency is the key parameter in the control of backward step separation flow. When the frequency is 260 Hz, the ratio of excitation frequency to shear layer vortex shedding frequency is 1.32, and the excitation frequency is equal to the vortex shedding frequency, the synthetic jet control effect is the best. The purpose of flow control can be achieved with less energy consumption.
【作者單位】： 西南科技大學土木工程與建筑學院;南京航空航天大學航空宇航學院;
【基金】：空氣動力學國家重點實驗室基金(JBKY14010201)~~
【分類號】：O358

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本文編號：2209021