基于粒子追踪测速的壁面摩擦应力测量

采用微粒子追踪测速技术(Micro-Particle Tracking Velocimetry,μ-PTV)对近壁面的流场开展高空间分辨率测量,通过解析黏性底层的速度分布,应用一次线性回归计算得到壁面摩擦应力。测量了不同雷诺数(基于动量损失厚度)下的湍流边界层壁面摩擦切应力,在Reθ=1200时获得了罕见回流事件的发生概率和流场结构。实验结果表明,采用μ-PTV技术可以实现壁面摩擦应力的准确测量,在Reθ=1634~4070时,摩擦阻力系数测量误差小于2%。回流事件的概率极低,在Reθ=1200时约为0.05%,尺度小于8×30个壁面单位,因此回流事件的测量对测量技术的空间分辨率要求较高;分析结果表明回流事件伴随壁面附近的强展向涡出现。