逆圧力こう配を伴う乱流温度境界層における主流乱れの影響

逆压梯度湍流温度边界层中主流湍流的影响

基本信息

批准号：
14750136
负责人：
保浦知也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

1.主流乱れ発生装置の改良低乱風洞の測定部上流に,主流乱れ生成のための乱流格子を取り付けた。昨年度使用した静的格子とは異なり,格子の上流側に設置された穴から上流に向かって吹き出す噴流による動的格子を新たに作成した。本研究で開発された動的乱流発生装置によれば,噴流の強さを調整することで主流乱れ強さを容易に制御でき,最大で約2%まで上昇させることが可能である。また,主流乱れのスケールは境界層厚さの0.6倍から1.5倍まで変化することが確かめられた。2.主流乱れを伴う乱流温度境界層の風洞実験生成した主流乱れが,零圧力こう配及び逆圧力こう配を伴う乱流温度境界層にどのような影響を与えるかについて熱線流速計と抵抗線温度計を用いて詳細に調べた。まず,速度場について,主流乱れを付加した場合,平均速度分布は主流速度に早く近づき,後流成分は低下する。乱れ強さは外層で増加するものの,内層での影響はほとんど認められない。この傾向は,圧力こう配の有無によらず認められた。一方,温度場については,主流乱れの影響により平均温度分布が主流温度に早く近づくものの,圧力こう配の影響による差異はほとんど認められなかった。取得された波形データを基に,スペクトル解析およびウェーブレット解析を行った結果,スケールの大きな主流乱れとバースティング現象による小スケールの乱流変動が強く干渉していることが明らかとなった。3.実験データベースの整理取得された主流乱れを伴う乱流温度境界層の実験データベースを整理し,インターネットにより国内外に公開した。今後,このデータベースは乱流数理モデルの性能評価および改善(ERCOFTAC)に資される。

1、主流湍流发生器的改进在低湍流风洞测量段的上游安装了主流湍流产生的湍流网格。与去年使用的静态网格不同，我们创建了一种新的动态网格，喷射流从安装在网格上游侧的孔向上游吹。根据本研究开发的动态湍流发生器，主流湍流强度可以通过调节射流强度轻松控制，最多可提高2%左右。还证实主流湍流的规模在边界层厚度的0.6至1.5倍之间变化。 2.主流湍流湍流温度边界层风洞实验利用热线风速计和电阻丝温度计，对产生的主流湍流如何影响零压力梯度和反压力梯度的湍流温度边界层进行了详细研究。首先，关于速度场，当加入主流湍流时，平均速度分布迅速接近主流速度，尾流分量减小。虽然外层湍流强度有所增加，但内层几乎没有影响。无论是否存在压力梯度，都会观察到这种趋势。另一方面，在温度场方面，虽然由于主流湍流的影响，平均温度分布很快接近主流温度，但由于压力梯度的影响，几乎没有观察到差异。根据获取的波形数据，谱分析和小波分析表明，大尺度主流湍流和由于爆发现象引起的小尺度湍流脉动相互强烈干扰。 3. 实验数据库的整理将获得的主流湍流湍流温度边界层实验数据库进行整理，并在国内外互联网上向公众开放。未来，该数据库将有助于湍流数学模型（ERCOFTAC）的性能评估和改进。