基于多尺度相干涡结构的非平衡湍流边界层机理与控制方法的实验研-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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基于多尺度相干涡结构的非平衡湍流边界层机理与控制方法的实验研

项目名称：基于多尺度相干涡结构的非平衡湍流边界层机理与控制方法的实验研
项目类别：面上项目
批准号：10472081
申请代码：A020401
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：姜楠
负责人职称：教授
依托单位：天津大学
批准年度：2004

中文摘要：

用IFA300智能化热线风速仪、多种热线/热膜探针和3D-LDV以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率精细测量风洞和水槽中平衡和非平衡湍流边界层不同空间位置的流向、展向、法向三个速度分量及涡量的时间序列信号，提出了湍流多尺度局部平均结构函数的概念以研究湍流多尺度相干涡结构速度、雷诺应力各分量、涡量的条件相位平均波形、猝发的动力学过程及猝发强度、相对强度、周期、发生概率对湍流统计性质的影响。对比研究平衡和非平衡湍流边界层中多尺度相干涡结构速度、雷诺应力各分量、涡量的条件相位平均波形、猝发的动力学过程及猝发强度、相对强度、周期、发生概率等物理特征。探索控制平衡和非平衡湍流边界层中不同尺度相干涡结构的机理和有效方法。本课题以实验测量研究为主，结合直接数值模拟数据库分析进行对比验证。

中文主题词：湍流边界层；多尺度；相干涡结构；控制与减阻；实验研究

英文摘要：

turbulent boundary layer; mult

英文主题词： turbulent boundary layer; mult

结论摘要：

用IFA300恒温式多通道热线风速仪（HWA）和多种热线/热膜探针，结合水槽氢气泡流动显示技术，根据湍流多尺度相干涡结构理论，对非平衡湍流边界层多尺度相干结构的动量、能量多尺度传递机理、大涡模拟尺度相似亚格子模型、非平衡湍流中雷诺应力与速度变形率相位差特征及其复涡粘性模型、多种湍流相干结构控制方法和减阻技术进行了实验研究。采用对比实验的方法研究了柔性壁面减阻、壁面纵向狭缝吹吸产生非定常流向涡、壁面均匀加热、壁面纵向平行加热丝产生定常流向涡、壁面展向狭缝周期吹吸扰动、圆柱尾迹拟序结构冲击壁面、壁面大涡破碎器、壁面有机涂料减阻、壁面沟槽减阻等壁湍流相干结构控制和减阻技术。以高于最小湍流时间尺度的分辨率精细测量非平衡湍流边界层不同法向位置的三个速度分量、速度梯度的时间序列信号，综合采用子波多尺度分解、自相关尺度分析、间歇性分析、条件采样、条件相位平均技术，提取多尺度相干结构在喷射和扫掠过程中的三个速度分量、六个雷诺应力分量、速度梯度分量的条件相位平均波形，以及相干结构猝发强度、猝发周期、猝发频率等物理量对湍流统计性质、湍流间歇性的影响，研究了上述统计量在施加控制减阻技术前后的变化规律。

成果综合统计