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贴壁二维方柱绕流对壁面摩擦应力的影响
1
作者
张之豪
傅奇星
+1 位作者
王庆洋
徐胜金
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期18-28,共11页
利用TR–PIV与平行双丝热线,对平板边界层内的贴壁二维方柱绕流流场和壁面摩擦应力的关联进行了实验研究。主要关注方柱下游大尺度流动结构的运动对近壁面流向平均速度零点处摩擦应力的影响(基于方柱宽度与来流风速定义的雷诺数固定为1....
利用TR–PIV与平行双丝热线,对平板边界层内的贴壁二维方柱绕流流场和壁面摩擦应力的关联进行了实验研究。主要关注方柱下游大尺度流动结构的运动对近壁面流向平均速度零点处摩擦应力的影响(基于方柱宽度与来流风速定义的雷诺数固定为1.1×10^(4))。研究表明,贴壁二维方柱绕流产生了2种典型的流动结构:一为向壁面靠近并接触壁面的近壁流动结构,本文称“I涡”;一为平行壁面沿流向运动的流动结构,本文称“Ⅱ涡”。Ⅰ涡、Ⅱ涡的出现改变了壁面附近流动速度的大小和方向,影响了测点壁面摩擦应力:增大了流向速度梯度,导致摩擦应力陡增;减小了流向速度梯度,导致摩擦应力锐减;改变了摩擦应力方向。本文研究结果可为理解表面冲蚀、污染物聚集、近壁面湍流耗散等问题的机理提供参考。
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关键词
贴壁二维方柱
壁面摩擦应力
湍流边界层
流动结构
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职称材料
基于粒子追踪测速的壁面摩擦应力测量
被引量:
1
2
作者
许德辰
张悦
+1 位作者
刘欣乐
李文丰
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期131-138,共8页
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...
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。
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关键词
粒子追踪测速
壁面摩擦应力
湍流边界层
回流事件
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职称材料
Spalding公式在脊状表面湍壁摩擦力测量中的应用
被引量:
9
3
作者
潘光
黄明明
+2 位作者
胡海豹
刘占一
黄桥高
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第1期15-20,共6页
在低速风洞中来流速度一定的情况下使用IFA300恒温热线风速仪测量了光滑表面和两种不同尺寸的脊状表面湍流边界层平均速度分布剖面,并验证了试验段湍流发展的充分性;通过应用Spalding壁面公式使用最小二乘法精准拟合了实验测量的边界层...
在低速风洞中来流速度一定的情况下使用IFA300恒温热线风速仪测量了光滑表面和两种不同尺寸的脊状表面湍流边界层平均速度分布剖面,并验证了试验段湍流发展的充分性;通过应用Spalding壁面公式使用最小二乘法精准拟合了实验测量的边界层内层速度分布曲线,得到了湍流边界层壁面摩擦速度并进一步求得湍流壁面摩擦应力,较准确地计算出脊状表面的虚拟原点位置,并通过与对数律公式拟合结果比较分析,证实了该方法更加准确有效.最后分别计算了3种实验模型的湍流边界层动量损失厚度.通过对比脊状表面与光滑表面动量损失厚度和壁面摩擦应力,反映了动量损失厚度的大小与壁面摩擦应力的大小具有一致性,充分证实了脊状表面在湍流中具有一定的减阻效果.
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关键词
脊状表面
湍流边界层
摩擦
速度
动量损失厚度
壁面摩擦应力
减阻
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职称材料
油膜干涉测量翼型壁面摩阻低速风洞试验技术
被引量:
3
4
作者
耿子海
史志伟
金启刚
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2016年第1期80-85,共6页
油膜干涉试验可以定量测量得到模型壁面的摩擦应力,是开展摩阻特性研究的有力工具。通过对油膜干涉试验技术中的试验原理、试验方法、误差修正、数据结果分析等关键问题的研究,初步建立了试验系统,具备了开展模型壁面摩阻特性研究的试...
油膜干涉试验可以定量测量得到模型壁面的摩擦应力,是开展摩阻特性研究的有力工具。通过对油膜干涉试验技术中的试验原理、试验方法、误差修正、数据结果分析等关键问题的研究,初步建立了试验系统,具备了开展模型壁面摩阻特性研究的试验能力。综合分析表面热膜试验结果与数值计算结果,在以模型弦长为特征长度,试验雷诺数Re=1.3×106的条件下,翼型表面摩擦应力沿模型弦向的分布规律具有较好的一致性。
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关键词
油膜干涉试验
定量测量
壁面摩擦应力
数值计算
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职称材料
题名
贴壁二维方柱绕流对壁面摩擦应力的影响
1
作者
张之豪
傅奇星
王庆洋
徐胜金
机构
清华大学航天航空学院
中国航天空气动力技术研究院
中国汽车工程研究院股份有限公司
出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期18-28,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFE0208000)
工业和信息化部高技术船舶科研项目(工信部装函[2019]360)。
文摘
利用TR–PIV与平行双丝热线,对平板边界层内的贴壁二维方柱绕流流场和壁面摩擦应力的关联进行了实验研究。主要关注方柱下游大尺度流动结构的运动对近壁面流向平均速度零点处摩擦应力的影响(基于方柱宽度与来流风速定义的雷诺数固定为1.1×10^(4))。研究表明,贴壁二维方柱绕流产生了2种典型的流动结构:一为向壁面靠近并接触壁面的近壁流动结构,本文称“I涡”;一为平行壁面沿流向运动的流动结构,本文称“Ⅱ涡”。Ⅰ涡、Ⅱ涡的出现改变了壁面附近流动速度的大小和方向,影响了测点壁面摩擦应力:增大了流向速度梯度,导致摩擦应力陡增;减小了流向速度梯度,导致摩擦应力锐减;改变了摩擦应力方向。本文研究结果可为理解表面冲蚀、污染物聚集、近壁面湍流耗散等问题的机理提供参考。
关键词
贴壁二维方柱
壁面摩擦应力
湍流边界层
流动结构
Keywords
wall-mounted 2D cylinder
wall shear stress
turbulent boundary layer
flow structure
分类号
O368 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于粒子追踪测速的壁面摩擦应力测量
被引量:
1
2
作者
许德辰
张悦
刘欣乐
李文丰
机构
西北工业大学航空学院
出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期131-138,共8页
基金
国家自然科学基金(12102355)
翼型、叶栅空气动力学国家级实验室稳定支持项目(D5050200006)
+1 种基金
中央高校基本业务经费(D5000210473)
111引智基地(B17037)。
文摘
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。
关键词
粒子追踪测速
壁面摩擦应力
湍流边界层
回流事件
Keywords
Micro-Particle Tracking Velocimetry
wall-shear stress
turbulent boundary layer
reversal flow events
分类号
TB937 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
Spalding公式在脊状表面湍壁摩擦力测量中的应用
被引量:
9
3
作者
潘光
黄明明
胡海豹
刘占一
黄桥高
机构
西北工业大学航海学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第1期15-20,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(10672136)~~
文摘
在低速风洞中来流速度一定的情况下使用IFA300恒温热线风速仪测量了光滑表面和两种不同尺寸的脊状表面湍流边界层平均速度分布剖面,并验证了试验段湍流发展的充分性;通过应用Spalding壁面公式使用最小二乘法精准拟合了实验测量的边界层内层速度分布曲线,得到了湍流边界层壁面摩擦速度并进一步求得湍流壁面摩擦应力,较准确地计算出脊状表面的虚拟原点位置,并通过与对数律公式拟合结果比较分析,证实了该方法更加准确有效.最后分别计算了3种实验模型的湍流边界层动量损失厚度.通过对比脊状表面与光滑表面动量损失厚度和壁面摩擦应力,反映了动量损失厚度的大小与壁面摩擦应力的大小具有一致性,充分证实了脊状表面在湍流中具有一定的减阻效果.
关键词
脊状表面
湍流边界层
摩擦
速度
动量损失厚度
壁面摩擦应力
减阻
Keywords
riblet surface, turbulent boundary layer, friction velocity, thickness loss of momentum, wall friction stress, drag reduction
分类号
O357 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
油膜干涉测量翼型壁面摩阻低速风洞试验技术
被引量:
3
4
作者
耿子海
史志伟
金启刚
机构
西北工业大学
中国空气动力研究与发展中心
南京航空航天大学
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2016年第1期80-85,共6页
文摘
油膜干涉试验可以定量测量得到模型壁面的摩擦应力,是开展摩阻特性研究的有力工具。通过对油膜干涉试验技术中的试验原理、试验方法、误差修正、数据结果分析等关键问题的研究,初步建立了试验系统,具备了开展模型壁面摩阻特性研究的试验能力。综合分析表面热膜试验结果与数值计算结果,在以模型弦长为特征长度,试验雷诺数Re=1.3×106的条件下,翼型表面摩擦应力沿模型弦向的分布规律具有较好的一致性。
关键词
油膜干涉试验
定量测量
壁面摩擦应力
数值计算
Keywords
oil-film interferometry test
quantitative measurement
skin-friction
numerical calculation
分类号
V211.7 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
贴壁二维方柱绕流对壁面摩擦应力的影响
张之豪
傅奇星
王庆洋
徐胜金
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
基于粒子追踪测速的壁面摩擦应力测量
许德辰
张悦
刘欣乐
李文丰
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
Spalding公式在脊状表面湍壁摩擦力测量中的应用
潘光
黄明明
胡海豹
刘占一
黄桥高
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009
9
下载PDF
职称材料
4
油膜干涉测量翼型壁面摩阻低速风洞试验技术
耿子海
史志伟
金启刚
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2016
3
下载PDF
职称材料
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