高聚物减阻溶液对壁湍流输运过程的影响?

• 作者: 姜楠 王维 管新蕾
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 壁湍流 减阻 动量能量输运 高聚物
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 094703-1-094703-9
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.094703

摘要

基于相同雷诺数下清水和高分子聚合物溶液壁湍流的高时间分辨率粒子图像测速技术(time-resolved particle image velocimetry, TRPIV)的对比实验,从高聚物溶液对湍流边界层动量能量输运影响的角度分析其减阻的机理。对比两者的雷诺应力发现高聚物的存在抑制了湍流输运过程。这一影响与高聚物对壁湍流中占主导地位的涡旋运动和低速条带等相干结构的作用密切相关。运用条件相位平均、相关函数和线性随机估计(linear stochastic estimation, LSE)等方法,分析提取了高聚物溶液流场中的发卡涡和发卡涡包等典型相干结构的空间拓扑形态。相比于清水,高聚物溶液中相干结构的流向尺度增大,涡旋运动的发展及低速流体喷射的强度受到削弱,表明了添加的高聚物阻碍了湍流原有的能量传递和自维持的机理。正是通过影响相干结构,高聚物抑制了湍流边界层中近壁区与外区之间的动量和能量输运,使得湍流的无序性降低,从而减小了湍流流动的阻力。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姜楠	天津大学机械工程学院力学系	130	552	12.0	16.0
7	王维	天津大学机械工程学院力学系	9	43	4.0	6.0
11	管新蕾	天津大学机械工程学院力学系	5	37	3.0	5.0