改进油流显示法研究层流和湍流下绕椭球分离流

摘要

用改进的油流显示法研究和对比了层流和湍流状态下绕椭球流动的表面摩擦力线结构.实验中观察到,椭球表面摩擦力线在层流和湍流状态下具有不同的拓扑结构.只看流动对称面一侧, 在层流状态,Re=1.4×106, 迎角为30°和20°时都有三条分离线; 而湍流状态同样实验条件下只观察到两条, 并且分离线的位置推向下游,二次分离线长度也大大缩短.实验还观察了物体表面颗粒状突起对表面摩擦力线的影响.层流状态下, 雷诺数为1.4×106时, 分离线附近的颗粒状突起会显著影响分离线的形状, 当雷诺数减为0.9×106时, 颗粒对分离线只有微弱的影响. 实验观察到的颗粒影响局限在壁面附近.本文用涡相互作用对之作了解释.