旋转圆柱绕流的PIV实验研究

• 作者: 唐湛棋 孙姣 张宾 陈文义
• 来源期刊: 实验流体力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 旋转圆柱 转速比 涡旋脱落频率 涡旋尺度 正交模态分解 PIV测量
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 基础研究及应用
• 页码范围: 81-90
• 页数: 10页
• 分类号: O357.5+2
• 字数: 4594字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11729/syltlx20150037

摘要

投弃式海流剖面仪(Expendable Current Profiler,XCP)周围流场是典型的旋转圆柱绕流.探头周围流场对探头的运动状态起决定性作用,这直接关系到探头的测量性能,因此有必要对旋转圆柱周围流场进行实验研究.实验在循环水槽中进行,通过PIV对雷诺数保持不变(Re=1000)、不同圆柱旋转速度比(α=0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)的圆柱下游尾流场进行研究.通过选取不同旋转速度比的任一时刻的瞬态流场,来分析旋转对圆柱尾流结构的影响.为了获得流场的频率信息,对所获得流场信息进行能谱分析来获取涡旋的脱落频率,并进一步使用正交模态分解对流场进行分析,给出了流场主要拟序结构及其能量与转速比的变化趋势.发现圆柱旋转改变圆柱尾流结构,使尾迹尺度变小.在旋转速度比0≤α≤2.0时,存在明显的周期性涡旋脱落,并且涡旋脱落的频率有逐渐升高的趋势;而且当转速比2.0＜α≤5.0时尾迹流场的周期性减弱,涡旋脱落变得不明显,流场表现出低频、剪切层的区域特征.随着转速变大,涡旋尺度变小.在较高旋转速度比时,流场中能量被重新分布.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈文义	河北工业大学过程装备与控制工程系	32	190	7.0	12.0
5	孙姣	河北工业大学过程装备与控制工程系	36	248	9.0	14.0
14	张宾	河北工业大学过程装备与控制工程系	3	17	2.0	3.0
18	唐湛棋	河北工业大学工程流动与过程强化研究中心	2	17	2.0	2.0