圆柱尾迹在干扰下脉动空间发展的实验研究

摘要

通过改变风速和改变探头位置两种实验手段对低雷诺数的圆柱绕流尾迹在干扰下脉动空间演化进行了大量而深入的实验研究，分析了单圆柱下各雷诺数尾迹的脱落频率和形态的空间演化；同时分析了不同间距时水平圆柱对单圆柱绕流的干扰下特定雷诺数下流场形态的空间演化情况、不同间距时垂直圆柱对单圆柱绕流的干扰下中心层和剪切层上旋涡的脱落频率随雷诺数的变化和在特定雷诺数下流场形态的空间演化。最后研究了同频、半频以及倍频激振干扰下单圆柱绕流尾迹的空间演化，并通过不同实验工况的相互比较，得出圆柱尾迹在干扰下脉动空间的发展规律。
　　 发现在低雷诺数流动时，单圆柱绕流平行涡工况下不可能产生涡的归并现象；只有倾斜涡工况下雷诺数到达一定值时，才有可能产生涡的归并现象，从而认定涡的归并现象开始段应该发生在倾斜涡产生的情况下；而模态A(出现不稳定的小尺度环状涡)以后，一定会产生有涡的归并现象。
　　 通过实验结果的对比发现了圆柱绕流尾迹在不同的干扰下脉动空间的发展有着很明显的区别。从整体来看，水平圆柱或者垂直圆柱的干扰会促进圆柱绕流尾迹涡的空间发展和能量的增强，且不同的圆柱间距下促进的程度不一样。而弱激振的干扰则恰恰相反，它会抑制圆柱绕流尾迹涡的空间发展和能量的增强，甚至会推迟尾迹涡的归并。