基于层析PIV的湍流边界层涡结构统计研究

摘要：

本文运用层析PIV技术测量了Reτ=1768的平板湍流边界层,得到了250个瞬时三维三分量(3D3C)速度场.测量体位于边界层对数区,其大小为80mm×16mm×45mm.旋涡强度λci准则用来进行涡识别,以λci在各个方向的投影作为该方向上的旋涡强度.本文通过线性随机估计、预乘功率谱等技术对湍流边界层中的涡结构进行了统计分析.结合高低流速区域,发现强剪切区域存在周期性分布的涡结构.最后用本征正交分解对流场进行尺度分离,发现大尺度结构对应的速度分布接近原始流场,而小尺度流场的涡量分布和频谱特性与原始涡量分布高度吻合.

关键词：层析粒子图像测速、湍流边界层、涡结构、线性随机估计、预乘功率谱密度函数

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资助基金：国家自然科学基金资助项目11472030,11327202,11490552

在线出版日期：2015-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：59-72