射流湍流尺度的3D-LDV测量及分析

摘要

该文用三维激光多普勒测速仪同时测量了圆自由射流上游(X<100D)的不同流向和径向位置的三个脉动流速,对采样数据分别采用了自相关分析、谱分析和子波分析方法来研究湍射流涡结构的积分尺度、泰勒尺度、Kolmogorov尺度和能量耗散率的变化规律.采用自相关法进行积分时间和空间尺度的分析,并提出了谱分析的最大含能法和子波变换能量法求积分尺度的方法,将该实验的结果与参考文献的实验结果进行了比较,研究了信号采样率与子波变换尺度之间的关系,找出了湍射流涡结构的时间尺度与子波变换尺度a的线性对数关系,并实验验证了它对该射流场不同径向位置的测量普适的.分析了子波变换中不同母子波的能量泄漏问题.用子波变换对湍流信号进行多分辨率分析,从子波变换伪色图辨识不同尺度的涡结构的时空演化过程、间歇性以及能量级串问题.提出了子波变换过程零法定量研究湍流间歇性及能量级串问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1湍流特征

§1.2湍流理论

§1.3湍流数值模拟

§1.4.湍流实验

§1.5湍流中的涡结构

§1.6子波变换与涡结构

§1.7.本文所做的工作

第二章实验设备与技术

§2.1引言

§2.2多普勒测速原理

§2.3实验装置及原理

§2.4基本流场测量及分析

第三章自由射流中湍流尺度的三维测量及分析

§3.1湍流脉动流速的自相关函数与积分尺度

§3.2湍流脉动流速的自相关函数与泰勒尺度

§3.3湍流的谱函数与积分尺度和泰勒尺度的关系

§3.4耗散率ε及Kolmogorov尺度

第四章自由射流中涡的子波变换分析与实验比较

§4.1信号的采样率与子波变换尺度的关系

§4.2涡的子波多尺度分解尺度与涡时间尺度的对应关系

§4.3涡分解的分尺度子波系数能量与子波函数的关

§4.4子波系数与湍流积分尺度的关系

§4.5子波系数与湍流泰勒尺度的关系

§4.6子波变换的多分辨率定性与定量分析

第五章结论

参考文献

致 谢