密度分层流体中带尾喷拖曳球动量尾迹演化特性实验

摘要：

采用带L型尾喷管拖曳球方法,模拟水下航行体艇体与冷却水排放等产生的阻力与射流动量尾迹,实验研究了这种组合式动量尾迹在密度分层流体中的演化特性.研究表明,当JD/J＞CD时,这种组合式动量尾迹的演化特性主要受拖曳球阻力动量尾迹控制,形成正卡门型准二维偶极子涡街结构,其中JD为拖曳球产生的阻力动量流量,J是L型尾喷管产生的射流动量流量,CD是球体阻力系数;当JD/J＜CD时,这种组合式动量尾迹的演化特性与(Rej,Frj)的组合条件密切相关,主要受射流动量尾迹控制,在(Rej,Frj)的某些组合下可能会形成反卡门型准二维偶极子涡街结构,但也可能不产生任何形式的大尺度相干结构,其中Rej和Frj分别为射流Reynolds数与Froude数.在系列实验基础上,获得了这种组合式动量尾迹在密度分层流体中能够演化为反卡门型准二维偶极子涡街结构的(Rej,Frj)组合条件,并对不同的Rej取值,获得了准二维偶极子涡街无量纲形成时间及其无量纲涡街平均波长倒数与Frj之间的相关关系,结果表明它们都是不依赖于Rej的,而且与Frj近似为幂指数关系.

关键词：分层流体、阻力动量尾迹、射流动量尾迹、偶极子涡街、涡街形成时间、涡街平均波长

所属期刊栏目：42

分类号：O431.2(光学)

资助基金：国家自然科学基金11072153;海洋工程国家重点实验室基金GP010819

在线出版日期：2012-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：172-184