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近壁面圆柱绕流中尾流结构演化特性的实验研究

         
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采用粒子图像测速技术对近壁面圆柱绕流流场进行了实验测量,重点研究了3种不同间隙比(G/D=0.5,G/D=1.0,G/D=1.5)时不同雷诺数(Re=1500~5540)下近壁面圆柱绕流尾流结构的演化特性.实验结果表明:G/D=0.5时,随着雷诺数的增加,间隙流的偏转减小,圆柱后方回流区逐渐对称且尺寸减小,壁面上分离泡的尺寸也逐渐减小,同时存在雷诺数Re_(t)位于Re=3000~3200之间,使圆柱尾流和间隙流呈现不同的分布特性,当雷诺数小于Re时,圆柱上游的壁面附近会形成一个小的分离泡,阻碍了上游流体通过间隙,使间隙流的强度减小,导致圆柱尾流和间隙流的偏转.在Re=1500时,圆柱的涡脱落频率随着间隙比的减小而增大,当Re≥3000时,随着间隙比减小,圆柱的涡脱落频率在小范围(0.185≤St≤0.227)内先增大后减小.雷诺数显著影响近壁面圆柱绕流涡结构的演化,小间隙比受雷诺数的影响较大,G/D=0.5,在雷诺数Re=1500时,二次涡会偏离壁面向上运动至靠近圆柱上尾涡位置处,与圆柱上尾涡发生涡合并现象,雷诺数增大到Re=5540时,二次涡不会和上尾涡合并,而是直接与下尾涡相互作用;G/D=1.0和G/D=1.5时,随着雷诺数的增大,二次涡的含能逐渐减小.

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