流向振荡柱体尾流控制实验分析

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1、流向振荡柱体尾流控制实验研究摘要：本文主要通过实验的方法，将流动测试技术运用到了流向振荡柱体尾流控制的研究中，研究加入控制杆的方法对流向振荡柱体尾流及升阻力的研究。44主要的实验参数为：Re=VD/=1.07×10～1.76×10，无量纲柱体振频feD/V=0.0～0.2，无量纲柱体振幅A/D=0.2，窄条控制件的厚度h/D=0.03，宽度分为b/D=0.13～0.26三种，实验时控制件宽边始终与来流方向垂直，作为控制参数，控制件的位置可调，测试的控制件位置形成一个矩形网，占据了区域X/D=0～2.8，Y/D=0～1.4，而网格点间距为△X/D=△Y/D=0.125。运用到的流动测试技术

2、实验有：热线风速仪测速试验，压力扫描阀测压实验，烟线显示实验。热线风速仪测量尾流速度实验主要测量加入控制杆前后振荡柱体下游5D的剖面处来流速度，并分析脉动速度功率谱。实验结果证明：振荡柱体尾流涡脱落频率与振荡频率feD/V之间存在一定的关系，发现了四个不同的关系区段，一种非锁频状态和三种锁频状态。其中的非锁频区段、谐波激发区段和亚谐波激发区段，在一定区域内，加入控制杆可以抑制振荡柱体尾流涡脱落；锁频区段加入控制杆不能有效抑制振荡柱体尾流规则的旋涡脱落。电子压力扫描阀测压实验主要测量加入控制杆前后振荡柱体表面的压力分布，并分析柱体的脉动升力功率谱图。实验结果不仅验证了热线实验的结论，而且研究了

3、柱体振频、雷诺数和控制件宽度对控制杆有效区的影响，同时研究了在每种振荡频率区段下柱体平均升、阻力和脉动升、阻力随控制件位置的变化，结果表明控制件在各个区段下均具有减少升阻力的效果。烟线流动显示实验主要是对加入控制杆前后的振荡柱体尾流进行显示，作定性分析，直观验证控制杆对流向振荡柱体尾流控制的效果。通过以上实验证明了，在一定区域内加入控制杆可以有效抑制流向振荡柱体尾流尾流涡脱落，并且有减少升阻力的作用。关键词：振荡柱体；旋涡脱落；抑制；升阻力中图分类号：中图分类号O352；UDC530I万方数据ExperimentalStudyontheControlofOscillationCylinderW

4、akeAbstract:Anarrowstripelementwasappliedinthewakeofacircularcylinderoscillatinginlinewiththeon-comingstreamtosuppressvortexsheddingandreducemeandragandfluctuatingforcesonthecylinder.Thethicknessofthestripwasverysmall,itssurfacewasperpendiculartotheon-comingstream.Thecontrolparameterswerescaleandpos

5、itionoftheelement.Theexperimentwascarriedoutinawindtunnel,andthetestrangesofReynoldsnumber,thenon-dimensionalfrequencyof44oscillation,andtheexperimentparameterswere:Re=1.0×10~1.8×10,A/D=0.2,feD/V=0.0~0.2,andb/D=0.13~0.26respectively,whereVisthevelocityoftheon-comingstream,Disthediameterofthecylind

6、er,andisthekinematicviscosityoftheair.Threekindsofflowmeasurementtechnologieswereused:hot-wiremeasurement,electronicscanningvalvemeasurementandsmoke-wireflowvisualization.Hot-wireexperimentmainlygetthecross-sectionflowvelocitywhichdownstreamoftheoscillatingcylinder5Dwithorwithoutanelement.Resultsof

7、spectraanalysisoffluctuatingvelocitiesinthewakeshowedthat,anon-lock-onmodeandthreelock-onmodesofvortexsheddingwereobservedinthewakewithoutcontrol.Thenon-lock-onmodeandtwolock-onmodesofvortexsheddingca