剪切水-气界面下的湍流特征

摘要

利用氢气泡技术测量了剪切水-气界面下二维瞬时流速的分布,根据从流动显示图像获得的流速剖面样本,考察水面附近湍流场的平均特性,重点分析猝发事件的信号特征.氢气泡方法较为准确地测定了水流中平均流速,湍流脉动强度以及Reynolds切应力的分布,更重要的是,它能将流动显示图像中观察到猝发事件与定量的信号特征直接联系起来.在猝发过程中,水面近区的流向和垂直瞬时速度以及Reynolds切应力出现较大幅度的脉动,它们与低速流体条带的喷射行为对应;大幅度脉动在时间和空间垂直方向上表现出高度的相干性,这是猝发事件的一个显著特征.