减阻沟槽边界层相干结构展向拓扑的分层可视化

摘要

采用高时间分辨率粒子图像测速系统(TR-PIV),分别对沟槽壁面及光滑壁面平板湍流边界层速度矢量场的时间序列进行了精细测量,并利用新象限分裂法及新条件采样与相位平均技术,在李山等人对数区结果的基础上,对光滑壁面和沟槽面湍流边界层近壁区及外区相干结构二维空间拓扑的形态进行了进一步地对比研究.结果表明:在近壁区和对数区内,与光滑壁面相比,不论喷射事件还是扫掠事件,减阻沟槽使得相干结构法向脉动强度降低最为明显,即相干结构在法向上的动量和能量交换减弱,削弱了其对湍流产生的贡献;而进入外区以后,减阻沟槽对法向脉动速度分量和展向涡量在喷射和扫掠过程中影响比内区要小,说明沟槽主要影响湍流边界层内区结构,且以影响扫掠事件法向脉动为主.