圓盤繞流的頻譜特性和結構特征研究.pdf

1、鈍體繞流的研究有助于人們加強對流體邊界層分離、渦旋脫落和能量輸運等特性的認識。鈍體繞流現象廣泛存在于動力裝置之中，對此研究不僅具有豐富的理論意義，而且極具實際工程價值。作為一種簡單而典型的鈍體結構，圓盤具有軸對稱的幾何特性，但其尾跡卻較為復雜，具有非常明顯的三維特性。本文采用多種方法對不同雷諾數下的圓盤繞流進行研究，各種方法相互對比和驗證，以期對圓盤繞流有一個較為深入的理解和認識。同時，鑒于多孔圓盤在實際工程中的諸多應用，本文也初步探討

2、了其與實心圓盤繞流之間的差異之處，具體的工作包括以下幾個方面:
　　(1)從理論上對圓盤繞流的特點進行分析，總結了其尾跡流形、特征參數、升阻力系數、頻率特性和結構特征等，同時探討了多孔圓盤繞流的動力學特性;
　　(2)米用染色法對低雷諾數時圓盤繞流進行流場顯示實驗，研究其尾跡結構隨雷諾數的演化過程;
　　(3)利用大渦模擬和熱線測速的結果，結合小波分析方法，對圓盤繞流尾跡的頻譜特性進行分析;
　　(4)采用粒子圖

3、像測速(PIV)方法對高雷諾數實心和多孔圓盤繞流進行研究，比較分析兩者統計特性和相干結構之間的差異。
　　基于上述研究，可以得到如下結論:
　　(1)流動顯示結果表明:當Re＜135時，尾跡流場具有穩(wěn)定的軸對稱環(huán)狀渦結構;當135≤Re＜158時，尾跡流場呈現出面對稱結構;當158≤Re＜175時，尾跡流場發(fā)展為面對稱的發(fā)卡狀結構，該結論與大渦模擬的結果相一致;
　　(2)頻譜分析表明:圓盤尾跡內的渦旋自然脫落頻率約為

4、StV≈0.11～0.14，K-H不穩(wěn)定性對應的高頻率為StKH≈1.2～1.6，除此之外還存在兩個低頻率StL1≈0.02和StL2≈0.03，其中發(fā)StL1≈0.02與渦旋脫落周向旋轉有關，而StL2≈0.03與回流區(qū)的伸縮運動有關;
　　(3)粒子圖像測速結果表明:多孔圓盤繞流的回流區(qū)可分為兩部分，分別為靠近圓盤背面由于射流作用形成的多個小回流區(qū)和位于0.9＜x/D＜1.75的一個較大回流區(qū)。進一步關于實心和多孔圓盤繞流的對