超疏水表面对湍流边界层相干结构影响的TRPIV实验研究

论文摘要

湍流边界层中的相干结构是壁面摩擦阻力的主要来源。通过研究超疏水壁面对相干结构的影响,揭示其减阻机理。利用高时间分辨率粒子图像测速技术（TRPIV）,分别对流速为0.165m/s的亲水壁面和超疏水壁面平板湍流边界层进行测量,得到了2种壁面瞬时速度矢量场的大样本时间序列。通过对比分析2种壁面的平均速度剖面和湍流度,得到了5.39%的减阻效果。通过二维空间两点相关函数的方法定义并提取相干结构,对比得到超疏水壁面能够有效减小相干结构流向尺度的结论。进一步采用λci准则对发卡涡头进行识别,并以此为条件事件对其周围的脉动速度分布情况进行线性随机估计。结果表明:超疏水壁面能够有效削弱单个发卡涡头的强度,并且能够影响其周围发卡涡包结构的组织形式,整体减弱涡包下方近壁区低速流体质点的流向脉动,从而有效减小壁面摩擦阻力。

论文目录

• 0 引言
• 1 实验装置及参数
• 2 湍流基本统计量分析
• 3 2种壁面相干结构的对比研究
•   3.1 二维空间两点相关函数的计算方法
•   3.2 二维空间两点相关函数的计算结果
•   3.3 线性随机估计的计算方法
•   3.4 线性随机估计的计算结果
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘铁峰,王鑫蔚,唐湛棋,姜楠

关键词: 减阻,超疏水壁面,空间两点相关,线性随机估计

来源: 实验流体力学 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 力学

单位: 天津大学机械工程学院,天津市现代工程力学重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(11732010,11572221,11872272,U1633109,11802195),国家重点研发计划项目(2018YFC0705300)

分类号: O357.5

页码: 90-96

总页数: 7

文件大小: 2909K

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