湍流边界层内标度律的研究

摘要

利用高分辨率、高帧率PIV系统对湍流边界层中的脉动速度结构函数及标度律进行了实验研究.实验是在动量损失厚度雷诺数Reθ=3069下测量平板湍流边界层的二维瞬时速度场.首先,应用小波分析以及传统的统计学方法,对流向脉动速度增量和法向速度增量的概率密度函数进行研究,并和gauss正态分布进行比较,说明在湍流边界层中存在着数量众多的大幅值间歇性事件发生.然后,利用在动量损失厚度雷诺数Reθ=3069下测得的数据,对多种脉动结构的标度律进行了研究,结果表明流向脉动速度u′、法向脉动速度v′及脉动涡分量dv′/dx的统计结构量均存在明显的标度律,且标度指数与自相似律和SL标度律基本吻合,只是随尺度的不同而略有不同,且呈现一定的规律性.