平板繞流是流體力學中的經(jīng)典問題之一,廣泛存在于工程應用中,如水力機械、海洋工程、汽車交通、橋梁建筑、航空航天等領(lǐng)域。平板繞流包含了邊界層分離、旋渦脫落、尾跡等復雜非定常流動結(jié)構(gòu),其繞流激勵力誘發(fā)的振動與噪聲對平板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響,因此通過平板繞流尾跡控制實現(xiàn)減阻降噪已成為相關(guān)工程領(lǐng)域亟需解決的重要問題。后附分流板能有效改變尾跡旋渦脫落形態(tài),改善平板受力特性,降低平板表面激勵力,實現(xiàn)平板結(jié)構(gòu)繞流尾跡控制與減阻降噪。因此,在國家自然科學基金“泵內(nèi)受迫湍流的渦動力學特征及其激勵機制”(No:51576090)的資助下,本文以后附分流板平板為研究對象,綜合采用試驗和數(shù)值計算手段,開展不同來流條件、弦厚比等參數(shù)下后附分流板平板繞流尾跡研究,以探索后附分流板對平板繞流尾跡結(jié)構(gòu)及受力特性的影響規(guī)律,為相關(guān)工程領(lǐng)域的流動控制及減阻降噪提供理論支撐。論文主要工作及獲得的結(jié)論如下:(1)設(shè)計并搭建后附分流板平板繞流閉式循環(huán)水洞試驗臺,構(gòu)建激光多普勒測速儀(Laser Doppler Velocimeter,LDV)和粒子圖像測速儀(Particle Image Velocimeter,PIV)光學...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 平板繞流研究
        1.2.2 后附分流板繞流
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第二章 試驗系統(tǒng)及測量方法
    2.1 閉式循環(huán)水洞試驗平臺
    2.2 試驗模型
    2.3 LDV測試系統(tǒng)和方法
        2.3.1 LDV測試系統(tǒng)
        2.3.2 LDV測試方法
    2.4 PIV測試系統(tǒng)和方法
        2.4.1 PIV試驗系統(tǒng)
        2.4.2 本征正交分解法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值計算方法與驗證
    3.1 數(shù)值計算理論
        3.1.1 基本控制方程
        3.1.2 數(shù)值計算方法
    3.2 大渦模擬(LES)方法
    3.3 計算模型及方法
        3.3.1 計算模型及網(wǎng)格劃分
        3.3.2 計算方法和邊界條件
    3.4 數(shù)值方法驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 后附分流板平板繞流LDV試驗研究
    4.1 弦厚比對平板尾跡結(jié)構(gòu)影響
        4.1.1 尾跡中心線時均流速分布
        4.1.2 平板尾跡旋渦形成長度
        4.1.3 平板尾跡區(qū)時均流速和湍流強度分布
    4.2 尾跡渦脫頻率
        4.2.1 L/D對尾跡渦脫頻率的影響
        4.2.2 L/D對St數(shù)的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 后附分流板平板繞流PIV試驗研究
    5.1 平板繞流尾跡結(jié)構(gòu)
        5.1.1 時均速度場
        5.1.2 流向湍流脈動
    5.2 流場結(jié)構(gòu)POD分析
        5.2.1 POD模態(tài)湍動能占比
        5.2.2 不同弦厚比下尾跡渦結(jié)構(gòu)
        5.2.3 不同雷諾數(shù)下尾跡渦結(jié)構(gòu)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 后附分流板平板繞流大渦模擬
    6.1 流線分布特征
    6.2 尾跡渦結(jié)構(gòu)分析
        6.2.1 二維Z向渦結(jié)構(gòu)
        6.2.2 三維渦結(jié)構(gòu)分析
    6.3 平板受力特性
        6.3.1 升阻力特性
        6.3.2 中心截面壓力分布
        6.3.3 表面壓力分布
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究工作總結(jié)
        7.1.1 試驗研究
        7.1.2 數(shù)值計算
    7.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其他科研成果
致謝



本文編號：3844503