粗糙元影响湍流边界层近壁区统计特性的实验研究

摘要

通过二维粒子图像测速技术研究了在粗糙雷诺数Rek=1003时粗糙元对湍流边界层近壁区流场统计特性的影响.研究发现,在粗糙元扰流产生的流向涡对诱导作用下,由粗糙元阻挡产生的正后方时均流向速度低速区在下游逐渐转变为高速区,流速的转变自下而上发生,且转变位置与法向高度呈线性关系,流向涡抬升角度约为26°.对时均流速、时均流向速度脉动和时均涡量的展向分布进行波谱分析,发现流向涡只存在于近粗糙元的有限流向范围,此后,粗糙元在湍流边界层引入展向分布的规则高低速条带,规则条带可延续至27倍粗糙直径之后.