六线涡量探针的测量原理与应用

介绍六线涡量探针和六通道热线风速仪的研制成果,应用该探针可同时测量两个涡量分量ωχ和ωy（或ωx和ωz）,以及3个速度分量μυω等相应的瞬时脉动值和统计平均值,从而可进一步测量湍流场内的湍能和雷诺应力,以及螺度和涡拟能等参量.还报道了应用该六线涡量探针,测量二维混合层内各湍流参量以及涡量分量ωχ,ωyωz统计平均值的分布结果,并与前人的结果作了比较.

钝圆柱体分离流动声振控制的实验研究

在Ｒｅ＝３．０×１０４～１．０×１０５的范围内，实验研究了声激励对钝圆柱体分离流动的影响，分离剪切层发展演化的改变，给出了最佳声激励频率范围，并探讨了声激励控制分离流动的作用机理。研究结果表明，最佳激振频率范围具有普适性。

电加热圆柱尾迹涡的流动显示

本文在低湍流度风洞及水槽中，就低雷诺数范围内对加势圆柱尾迹涡进行流动显示研究，实验表明在水介质中均匀加热圆柱时可促进其尾涡的脱落、而沿展向局部加热时，其局部涡脱落频率增大，导致原准二维卡门涡街三维化；相反空气中加热圆柱对旋涡脱落有扼制作用，本文首次观察到加热诱发的圆柱尾迹不稳定性的展向波，表现为Ｒｅ＾＊〈Ｒｅ（临界涡脱落雷诺数）时双子涡展向断裂成间距为展向波长λ的涡段。

角区湍流场的实验测量和数值模拟

本文首先对角区湍流场作了详尽的测量,包括平板壁面和翼型表面上的压力分布,角区流场在来流,绕流以及尾流共十个横截面上的平均速度,脉动速度,湍动能和Reynolds应力,然后应用拟压缩性方法,在曲线坐标系下求解N-S方程,选取了B-L湍流模式,对角区湍流场进行数值模拟。最后把计算结果与实验结果进行了对比,二者符合较好。

两个角区湍流场及其尾迹的实验研究

绕两个翼型－平面的角区流动及其尾迹的实验是在低湍流度风洞中完成的．在零攻角条件下，对翼型－平面的角区流场内诸参数，如翼型表面和平板面上的压力分布、绕翼型及尾迹区内的平均速度、脉动速度、湍动能、二阶关联量ｕ′ｖ′及ｕ′ｗ′进行了广泛的测量．通过对比。

二维自由剪切湍流的实验结果及其与理论计算的比较

本文用热线风速仪和数据采样技术,对二维湍流混合层、湍尾流和湍射流自模拟区内的平均速度、湍流强度、雷诺应力和脉动速度的高阶关联进行了测量,所得结果与不可压缩流体剪切湍流理论的计算结果进行了比较,两者吻合得较好。

电磁力对湍流边界层相干结构的影响

利用一组铷-铁-硼强铁磁体和电极组成的电磁极阵列,在海水平板湍流边界层中产生具有一定穿透深度的电磁力,实验研究了行波式洛伦兹力(Traveling-Wave-Like Lorentz Force )对湍流边界层快慢条带的影响,氢气泡流动显示表明在电磁力的影响下,湍流边界层底层快慢条带相干结构出现间距是平均值2～3倍的低速区域,低速条带的统计平均间距明显增大.

方柱绕流的数值计算和实验研究

本文从数值计算和实验两方面对方柱绕流进行了研究。我们用有限分析方法计算了流场的流线分布:涡量分布和速度分布的曲线以及方柱后方的再附区域长度随Reynolds数变化的曲线,并同绕后阶梯流动的计算结果进行了比较。我们用电解沉淀法对方柱前方的死水区,方柱上方出现的分离剪切层及方柱后方分离剪切层的再附等流动现象进行了显示,并将数值计算结果和实验结果做了比较。二者在定性上是吻合的。

分离流动激振控制的实验研究

综述了二维后向台阶、翼型以及轴墩称钝体等典型分离流动激振控制的实验研究．分析了激振控制分离流动的作用机理，得到了一个具有普适性的最佳激振频率范围．另外，介绍了目前常用的激振手段。

分离再附流动的实验研究

综述了二维前后向台阶，T型结构以及轴对称纯体等典型几何结构的分离再附流动的实验研究．介绍了不同模型分离再附流场特性以及它们之间的异同．详细论述了流动各参数对流场的影响，并简要分析了分离再附流动中存在的问题和发展方向．

平面自由剪切层三维离散涡丝的数值模拟

本文用离散涡丝方法对平面自由剪切层进行数值模拟，给出了初始展向涡丝随空间发展所形成的成对反转流向涡以及涡卷起和涡丝合并的图案，分析了流向涡产生的根源，得到了剪切层的速度剖面，给出了不同速度差与对流速度比之下涡丝的演变特点。

斜向自由剪切层流动特性的实验研究

本文用恒温热线风速仪对斜向自由剪切层流场进行了测量,得到了流场动量厚度、平均速度和二阶脉动速度相关统计量的变化规律;给出了不同位置处纵、展方向上速度信号随时间变化的波形、概率密度分布、自相关和互相关函数以及功率谱;表明斜向自由剪切层流场中有螺旋形涡存在的特征.

流线型轴对称钝体尾迹特性及其声激励控制

在Ｒｅ＝３．０×１０３～１．０×１０５的范围内实验研究了流线型轴对称钝体尾迹特性，并采用声激励手段对尾迹进行控制．研究表明，自然状态下流线型轴对称钝体尾涡无量纲脱落频率在Ｒｅ＝５．０×１０４～１．０×１０５的范围内具有普适性，适当频率的声激励可以减小回流区，该结果对工程减阻具有实际应用价值．实验中脉冲热线的成功应用为复杂流场的测量提供了新的技术手段．

翼身-平面角区湍流场研究(英文)

实验在低湍流风洞中完成．对翼身－平面角区流场里诸参数，如翼型表面和平板上的压力分布、绕翼型及尾迹区内的平均速度、脉动速度、湍动能及二阶关联量ｕ′ｖ′及ｕ′ｗ′进行了测量，然后应用拟压缩性方法，在曲线坐标系下求解Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，选取Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ湍流模式，对角区湍流场进行数值模拟。最后把计算结果与实验结果进行了对比，二者符合较好。

自然状态及声激励状态下轴对称尾流的流动显示结果(英文)

流动显示演示了轴对称钝体前缘分离剪切层中Kelvin－Helmholtz不稳定波的演化发展情况。声激励状态下的流场结构与自然状态相比发生了很大的变化，分离剪切层与外加声激励的相互作用蕴含着魔鬼台阶现象，该现象经常在两个根子相互耦合的动力系统中产生。

用X型热线探头测量二维变方向和高湍流度流场的新方法

本文分析了以往X热线探头用于测量二维湍流场的局限性,提出了一种能测量主流方向不确定的高湍流度二维湍流场的新方法以及相应的校准新方法,并将这一方法用于斜向自由剪切层的流场测量,经分析,说明该方法测量结果反映了真实流场的特性。

翼型突体尾流引起的螺旋桨湍流场试验研究

本文通过在低湍流风洞中测试两个翼型突体模型尾迹区的流场结构和特性，详细给出了该区域湍动能和雷诺应力的分布及其发展过程，并分析了对螺旋桨来流湍流度的影响。从降低螺旋桨噪声的角度，提出了翼型突体声学设计的构想。

平面湍性混合层流、射流四阶脉动速度关联的研究

本文用恒温热线风速仪和计算机采样及数据处理技术,结合 X 型探头的热线响应方程,对平面湍性混合层流、平面湍射流自模拟区内的四阶脉动速度关联量进行了测量;将所得的测量值与根据周培源教授提出的把四阶脉动速度关联用三个二阶脉动速度关联乘积的和来表示的假定而算得的相应值进行了比较,结果表明两者的吻合程度令人满意。说明在本文所述的剪切流场中,可通过简单而又有效的方法,求出四阶脉动速度关联值;在此基础上,可对三阶脉动速度关联方程进行封闭求解,提高对平均速度、雷诺应力等量的求解精度。

自由剪切层中离散涡的运动学特性

本文采用离散涡方法,数值模拟了二维自由剪切层流动中离散涡团的演变过程,共包含一千多个平板脱落离散涡和八十个替代平板的离散涡的计算,两股流动速度差为6m/s。计算结果表明:在剪切层流场沿下游的不同位置上,离散涡团有着不同的合并形式。

4:1椭球体分离流动湍流特性的试验研究

使用六线涡量探头,对α=30°条件下绕（4:1）椭球体分离流动的湍动能u’2,v’2,w’2,雷诺应力u’v’和涡量Ωx等进行了详尽的测量.应用频谱分析的方法揭示了绕（4:1）椭球体分离流内主附着涡外缘剪切层上的离散小涡的特性.