吹吸扰动对壁湍流相干结构的影响

采用热线风速仪测量受吹吸扰动的壁湍流边界层的流向速度，用傅里叶变换和子波变换研究 吹吸扰动对壁湍流能谱的影响，结果显示施加的低频扰动使边界层内层大尺度结构的能量减 少，小尺度结构的能量有所增强，远离壁面时扰动强度逐步衰减直到在外层中消失；通过VITA 法和子波变换法检测猝发事件，表明该扰动降低了猝发强度，使猝发周期延长，条件平均速 度波形的幅值降低、持续时间变短，说明扰动明显抑制了相干结构的猝发过程. 利用子波变 换可以实现湍谱分析，能有效检测猝发中的湍流结构，是一种客观的分析工具.     

用子波变换提取壁湍流猝发周期

应用子波分析方法分析了三丝热线探头所测得的平板湍流边界层数据，提出了搜寻相干结构的新方法，并由此确定出相干结构的时间尺度，与条件采样方法比较后发现，子波分析确定的相干结构的平均时间尺度与由条件采样确定的平均时间尺度相一致。此外，子波方法由于没有任何经验门限数据，完全是由客观的准则唯一确定，因而排除了条件采样中的主观任意性，很可能是辨识相干结构的最好方法。     

柔性壁面湍流边界层相干结构控制的实验研究

本文利用热膜测速技术对刚性壁面和柔性壁面湍流边界层的流向速度分量进行了实验测量,首先研究了柔性壁面对平均速度分布和湍流度分布的影响,结果表明:柔性壁面的边界层速度分布在对数律层向上有所平移,缓冲层加厚,具有一般的壁面减阻特征;而柔性壁的湍流度比刚性壁的湍流度要低,分布也更为平坦。然后综合运用自相关法和条件采样技术研究了湍流近壁区的相干结构,结果表明:刚性壁自相关曲线的第二峰值出现的时间比柔性壁的短,柔性壁的猝发频率比刚性壁的低许多。实验结果表明柔性壁面具有一定的减阻作用。     

低速风洞微机控制闭环调速

本文提出一种用于调节低速风洞流速的测量及控制系统。该系统以微计算机为核心,不断采集风洞实验段的流速数据,并根据测量结果与指定值的比较去调节和控制风洞的电机转速,使风洞能准确地按指定风速运行或按予定的程序升速或降速,实现了低速风洞的闭环自动调速。本文给出了该系统的构成原理和性能实验结果。测试结果表明,本系统的超调量小于5％,稳态误差小于0.3％,调节时间小于50秒。     

自由湍射流多尺度湍涡结构标度律的实验研究

利用后向接收式激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）对自由湍射流进行了测量,我们对采集到的充分发展的湍流信号先求其１－ ８阶的结构函数及其标度指数,结果验证了Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ提出的标度律理论． 然后用子波变换将自由湍流脉动速度分解为多尺度湍涡结构, 研究每一个尺度湍涡速度的结构函数的标度律及其与湍涡速度的自相关函数的关系．     

Extended self-similar scaling law of multi-scale eddy structure in wall turbulence

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｕｃｈｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｏｔｅｄｉｎｔｈｅｌａｓｔｆｅｗｄｅｃａｄｅｓｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｓｃａｌｉｎｇｌａｗｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｓ.Ｔｈｅｓｏ＿ｃａｌｌｅｄ“ｖｅｌｏｃｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｏｒｄｅｒｎ”ｆｏｒｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｓｉｓｄｅｆｉｎｅｄａｓ〈ΔＶ(ｒ) ｎ〉 ,ｗｈｅｒｅΔＶ(ｒ) =Ｖ(ｘ ｒ) -Ｖ(ｘ)ｉｓｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｃｏｍｐ…     

用能量最大准则确定VITA法的平均周期

引入了子波变换的方法来确定检测壁湍流猝发事件的VITA法的短时间平均周期T。为了确定VITA法的短时间平均周期T,用子波变换对热膜测速仪测量得到的湍流边界层近壁区域的流向脉动速度的时间序列进行了分解,分解在时域和频域同时进行,根据每一个尺度的子波系数的模的平方在时域的积分得到壁湍流每一个尺度的脉动动能随尺度的分布,用能量最大准则确定与壁湍流猝发事件的时间尺度对应的能量最大的尺度,该尺度也就是VITA法的短时间平均周期T。     

周期性扰动在湍流边界层中沿法向的衰减

在开口式循环水槽底部湍流边界层外区中引入周期性扰动,利用X型热膜探针对下游扰动进行测量。研究了湍流边界层中周期性人工扰动对湍流结构的影响,获得了人工扰动在湍流边界层中沿法向的衰减趋势。     

壁湍流外层周期扰动对内层脉动特性的影响

在湍流边界层外层施加正弦波扰动,扰动波明显影响内层的猝发平均周期,破坏内层的大尺度低频脉动,诱发较小尺度的高频脉动,减小内层的积分尺度,提高内层流动的总脉动幅值。