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题名水下航行体边界层转捩流动结构实验研究
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作者
刘瑶瑶
潘翀
郭辉
刘建华
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机构
北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室
北京航空航天大学宁波创新研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心
中国船舶重工集团公司第七〇二研究所船舶振动噪声重点实验室
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出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期14-22,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(91952301)。
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文摘
采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型长度为1.436 m,基于模型长度和来流速度的实验雷诺数为3.35×10^(5)。采用流动显示灰度场和有限时间李雅普诺夫指数(Finite-Time Lyapunov Exponents,FTLEs)对转捩边界层中的涡结构进行识别,并对转捩过程中发卡涡、二次涡等典型拟序结构的生成演化过程进行分析。采用两点相关方法提取转捩区拟序结构,同时采用椭圆拟合方法计算相干结构倾角,计算结果表明,结构倾角沿法向先增大后减小,在边界层附近达到最大值。为深入研究转捩流动结构特性,发展了基于流动显示的湍流/非湍流界面(T/NT)识别方法,并对界面几何特性进行了研究。研究结果表明,在转捩过程中,界面的法向高度和分形维数沿程增长。
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关键词
边界层转捩
流动显示
有限时间李雅普诺夫指数
湍流/非湍流界面
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Keywords
boundary layer transition
flow visualization
finite-time Lyapunov exponents
turbulent/non-turbulent interface
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分类号
O357.4
[理学—流体力学]
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