超疏水表面对湍流边界层相干结构影响的TRPIV实验研究

刘铁峰; 王鑫蔚; 唐湛棋; 姜楠

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湍流边界层中的相干结构是壁面摩擦阻力的主要来源.通过研究超疏水壁面对相干结构的影响,揭示其减阻机理.利用高时间分辨率粒子图像测速技术(TRPIV),分别对流速为0.165m/s的亲水壁面和超疏水壁面平板湍流边界层进行测量,得到了2种壁面瞬时速度矢量场的大样本时间序列.通过对比分析2种壁面的平均速度剖面和湍流度,得到了5.39％的减阻效果.通过二维空间两点相关函数的方法定义并提取相干结构,对比得到超疏水壁面能够有效减小相干结构流向尺度的结论.进一步采用λci准则对发卡涡头进行识别,并以此为条件事件对其周围的脉动速度分布情况进行线性随机估计.结果表明:超疏水壁面能够有效削弱单个发卡涡头的强度,并且能够影响其周围发卡涡包结构的组织形式,整体减弱涡包下方近壁区低速流体质点的流向脉动,从而有效减小壁面摩擦阻力.

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来源
《实验流体力学》 |2019年第3期|90-96|共7页
作者
刘铁峰; 王鑫蔚; 唐湛棋; 姜楠;
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作者单位

天津大学机械工程学院;

天津 300354;

天津大学机械工程学院;

天津 300354;

天津大学机械工程学院;

天津 300354;

天津市现代工程力学重点实验室;

天津 300354;

天津大学机械工程学院;

天津 300354;

天津市现代工程力学重点实验室;

天津 300354;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类湍流（紊流）;边界层（附面层）理论;
关键词
减阻; 超疏水壁面; TRPIV; 空间两点相关; 线性随机估计;

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