不同粒径粗糙元对壁湍流影响的ADV实验研究

摘要

采用声学多普勒流速仪(ADV),研究了不同粒径粗糙元下游流向平均速度和湍流度的变化规律.实验中在光滑壁面上沿展向均匀布置一排球形粗糙元,基于平均速度和水力直径的雷诺数为36000,离散粗糙元直径分别为2.3、6和10mm，粗糙元间距为2cm.实验发现:相比光滑壁面,放置粗糙元后其下游流向平均速度减小,湍流度增大,且距离粗糙元越近,这种变化越明显.粗糙元粒径越大,下游相同截面处的流向平均速度越小、湍流度越大,对流向和法向的平均流向速度和湍流度的影响范围也越大.该研究结果对壁湍流的流动控制工程应用具有重要指导和参考价值.