明渠均匀流Q结构分布及运动特性

摘要：

为了解明渠均匀流湍流Q结构(Quadrant events)第一象限事件(Q1)、第二象限事件(Q2)、第三象限事件(Q3)和第四象限事件(Q4)的时均与瞬态运动特性,使用高频粒子成像测速系统对3种明渠湍流二维瞬时流速矢量场进行测量,统计分析明渠湍流脉动流速场中Q结构的雷诺应力、发生频率、占据测量区域面积率以及Q结构与涡结构运动关系.结果表明:Q1与Q3结构时均特性相似,具有发生频率低、面积占据量少、负瞬时脉动动量通量小等特点;而Q2与Q4结构时均特性与之相反,且Q4结构发生频率沿水深增加而逐渐增多至0.8H附近达到最大,Q2结构发生频率在壁面区域为最大,沿水深增加而减小.明渠瞬态运动特性主要表现为水面区造成Q4结构向下运动,挤压、推进、爬升床面区的Q2结构伴随其自身形变的瞬态发展过程.

关键词：明渠、湍流结构、雷诺应力、Q结构、时均特性、瞬态运动

所属期刊栏目：27

分类号：TV131(水利工程基础科学)

资助基金：The study is financially supported by the National Key Technologies R & D Program of China during the 12th Five year Plan Period No.2011BAB09B01 and the National Natural Science Foundation of China No.51209241.“十二五”国家科技支撑计划资助项目2011BAB09B01;国家自然科学基金资助项目51209241

在线出版日期：2016-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：430-438