利用尖劈和粗糙元技术模拟大气边界层的研究

在尖劈和粗糙元大气边界层模拟技术的基础上增加了格栅挡板这一涡旋发生器,有效地提高了风洞上方的湍流强度,利用该组合边界层发生装置建立了边界层风场。测量了模拟风场的平均风速剖面,湍流强度剖面,风谱等参数,讨论了格栅挡板增加后风场平均风速剖面和湍流强度剖面的变化。三角形尖劈阻风面积沿高度递减产生近似线性的风速剖面,粗糙元调整平均风速和湍流度剖面分布,格栅挡板提高了风洞上方的湍流度。结果分析表明:试验所得风场满足模型试验所要求的小粗糙度和大湍流度的要求。然而,模拟风场的湍流功率谱和积分尺度的高度变化规律和实际大气边界层相反,这是由尖劈下宽上窄的构造特点所决定的。