自由射流中湍流结构的实验研究

摘要

该文用三维激光多普勒速仪测量了圆自由射流的不同速度剖面,验证了其为典型的圆自由射流,然后对距离喷嘴4D的中心上一点作为样本进行分析.先用子波变换将脉动速度分解成不同尺度的涡,研究每一个涡的自相关函数及涡的尺度分布,验证了Lumley等对涡的设想.同时也证明了涡的波长T与尺度参数a都是衡量涡尺度的物理量.文中对原始脉动速度信号和子波变换后的各尺度的速度信号分别进行了速度结构函数的自相似标度律和扩展的自相似标度律的研究.结果发现原始脉动速度信号的速度结构函数存在标度区间,且其标度指数与SL模型符合较好;而子波分解后的各尺度速度信号的速度结构函数不但存在标度区间,而且其标度指数的变化规律也相同.另外,该文也研究了原始脉动速度信号的能量耗率散率函数的标度指数和其扩展的自相似标度律.发现其的确也存在标度区间,而且其扩展的自相似律标度指数与SL模型符合较好,并与Antonic Turiel等得出的结论一致.在广义的扩展的自相似律的研究中研究人员发现这些归一化的函数之间存在着优美的幂次律关系,并与佘振芳的层次结构模型相一致.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

§1.1湍流的统计描述和结构描述

§1.2湍流中不同尺度的涡

§1.3子波与涡

§1.4本文所做的工作

第二章实验设备与技术

§2.1激光测速原理

§2.2实验设备

§2.3 BSA基本原理及其操作原理

第三章 用子波变换分解自由湍射流中不同尺度的涡

§3.1子波分析

§3.2湍流脉动信号的子波分析

第四章 自由射流多尺度湍涡结构自相似标度律的实验研究

§4.1结构函数及标度律

§4.2多尺度湍流涡结构标度律的实验研究

§4.3能量耗散率函数的标度指数的研究

第五章 自由湍射流多尺度涡结构扩展自相似标度律的实验研究

§5.1扩展的自相似标度律

§5.2多尺度湍流涡结构扩展的自相似标度律的实验研究

§5.3能量耗散率函数的扩展自相似律

§5.4广义的扩展自相似律

第六章 流向Taylor尺度λx的测量方法及测量结果

第七章结论

致谢

参考文献