基于展向壁面振動(dòng)控制的槽道湍流結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、通過直接數(shù)值模擬(DNS)研究壁面展向周期運(yùn)動(dòng)的槽道湍流的結(jié)構(gòu)及其減阻機(jī)理，建立槽道湍流數(shù)據(jù)庫。分析流場(chǎng)的基本統(tǒng)計(jì)量和近壁湍流結(jié)構(gòu)，主要結(jié)果如下： (1)首先采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法的可靠性，然后通過對(duì)基本統(tǒng)計(jì)量的分析得知壁面展向運(yùn)動(dòng)后，近壁區(qū)平均流向速度梯度減小，緩沖區(qū)增厚，對(duì)數(shù)區(qū)上移。脈動(dòng)速度均方根以及雷諾應(yīng)力在全域減小，峰值外移。 (2)通過對(duì)雷諾應(yīng)力輸運(yùn)方程的分析，發(fā)現(xiàn)再分配項(xiàng)的持續(xù)減小是湍流強(qiáng)度和壁面摩擦阻力減小的

2、主要原因，說明壁面運(yùn)動(dòng)阻礙了各脈動(dòng)速度分量之間的能量傳輸。 (3)通過對(duì)條帶，流向渦這兩個(gè)典型擬序結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)壁面運(yùn)動(dòng)使條帶和渦結(jié)構(gòu)在近壁區(qū)基本消失，隨著遠(yuǎn)離壁面，條帶變寬，展向間距增加，說明壁面運(yùn)動(dòng)破壞了近壁湍流自維持機(jī)制。 (4)采用VITA(可變時(shí)間間隔平均法)法檢測(cè)近壁猝發(fā)事件，顯示壁面振動(dòng)抑制近壁猝發(fā)事件的發(fā)生，說明湍流受到了抑制。 (5)通過象限分析，發(fā)現(xiàn)第二象限的上拋和第四象限的下掃對(duì)雷諾應(yīng)力的