通过不同长度流向狭缝周期性吹气实现湍流边界层减阻

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1、硕士学位论文通过不同长度流向狭缝周期性吹气实现湍流边界层减阻TURBULENTBOUNDARYLAYERDRAGREDUCTIONUSINGPERIODICBLOWINGTHROUGHDIFFERENTLENGTHSTREAMWISESLIT闫燕飞哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：O357.4学校代码：10213国际图书分类号：532.6密级：公开工程硕士学位论文通过不同长度流向狭缝周期性吹气实现湍流边界层减阻硕士研究生：闫燕飞导师：周裕教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：201

2、7年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O357.4U.D.C.:532.6AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringTURBULENTBOUNDARYLAYERDRAGREDUCTIONUSINGPERIODICBLOWINGTHROUGHDIFFERENTLENGTHSTREAMWISESLITCandidate：Yanyan

3、feiSupervisor：Prof.ZhouyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要本文采用的是流向狭缝周期性吹气的主动控制方式控制平板湍流边界层。通

4、过对比不同长度的流向狭缝的控制效果，得到最佳控制长度。在具备一定工程可行性的前提下，本文采用自行设计的激励器，在原有实验研究的基础上，增加流向狭缝的长度至35mm和50mm。实+验采用热线风速仪，分别测量激励器在下游x=33.3位置的局部最大减阻，在最佳参数控制下，测量不同激励器沿下游的控制范围。研究发+现，在相同的流量条件下，控制频率越大，局部（指下游x=33.3处）控制效果越好。在控制频率达到300Hz时，减阻达到70%左右。三个激励器都如此。在最佳控制参数下，对激励器下游的阻力恢复状况进行了测量。实验前期设计的激励器

5、的展向狭缝为11条，35mm激励器+沿下游控制范围为x=350；狭缝长度为50mm激励器的控制范围为+x=467，与原有展向狭缝数量为9条的20mm的槽沿下游控制范围相同。后期重新加工激励器，将20mm、35mm、50mm激励器狭缝的展向数量增加到31条。在出口速度相同的条件下，用相同的控制频率（300Hz）重新对阻力沿下游的恢复情况进行测量。测量发现，狭缝的展向数量对狭缝长度为20mm的激励器沿下游的控制范围无影响。对狭缝长度为35mm的激励器，增加狭缝展向数量，使各个点当地局部+减阻明显提高，而且控制范围增加至激励器下

6、游x=600。说明35mm激励器狭缝的展向数量的提高对减阻率及控制范围都有较好的影响。对狭缝长度为50mm的激励器，增加狭缝的展向数量，不仅没有增大++激励器下游的控制范围，且使激励器下游x=33.3至x=267处的局部减阻小幅度降低，并且在阻力恢复到0后继续出现小范围增阻现象。因此得出结论，对狭缝长度为50mm的激励器，增加流向槽的展向数量并不利于局部减阻率及减阻沿激励器下游控制范围的提高。实验还对狭缝长度为20mm的激励器在不同流量情况下，对其沿下游的阻力恢复情况进行了测量，实验发现，流量降低会使当地局部减阻降低，但不

7、影响控制范围。关键词：湍流边界层；主动控制；周期性吹气I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAnactivedragreductioncontrolmethodisimplementedinthisworkbystreamwiseslitsperiodicblowinginturbulentboundarylayers.Bycomparingthecontrolperformanceofdifferentactuators,theoptimalcontrolparametersareobtained.Undert

8、heengineeringfeasibility,basedonformerresearchandimprovedbyincreasingthelengthto35mmand50mmoftheslits,self-designedactuatorsareused.Hot-wireanemometryis