不同深宽比陷窝诱导涡结构分析

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1、第４４卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５２０１４年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１４不同深宽比陷窝诱导涡结构分析刘静，李杰（西北工业大学翼型叶珊空气动力学国防科技重点实验室，陕西西安７１００７２）摘要：陷窝所诱导的旋涡强化动量或热的交换，使得陷窝在分离流动控制和强化对流传热研究中很受关注。深宽比是影响陷窝诱导涡结构的重要参数，开展了深宽比对陷窝诱导涡结构影响的研究。研究发现，深宽比为００．６时，涡结构为马蹄涡；深宽比为０．１至０．１４时，涡结构为闭式分离泡；深宽比为０．１６至０．２０时，涡结构为对称类龙卷风涡；深宽比为０．２２至０．３０时，涡

2、结构为非对称类龙卷风涡。通过涡核涡强度对比发现，过深的陷窝和过浅的陷窝其内涡强度均比中等深度陷窝弱。关键词：陷窝；涡结构；深宽比；马蹄涡；类龙卷风涡；涡强度中图分类号：Ｖ２１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０５桘０００５桘０４NumericalAnalysesofVortexStructureInducedbyDifferentDepthtoPrintDiameterRatioDimpleＬＩＵＪｉｎｇ，ＬＩＪｉｅ（NationalKeyLaboratoryofAerodynamicDesignandResearch，NorthwesternPolytechnicalU

3、niversity，Xi′an７１００７２，China）Abstract：Ｔｈｅｖｏｒｔｅｘｉｎｄｕｃｅｄｂｙｄｉｍｐｌｅｅｎｈａｎｃｅｓｍｏｍｅｎｔｕｍａｎｄｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅ，ｍａｋｅｄｉｍｐｌｅｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｆｌｏｗｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｈｅａｔｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅｄｅｐｔｈｔｏｐｒｉｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｉｓａｎｉｍｐｏｒ-ｔａｎｔｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｉｎｆｌｕｅｎｃｅｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｄｉｍｐｌｅ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｅｐｔｈｔｏｐｒｉｎｔｄｉ

4、ａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｔｏｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｄｉｍｐｌｅ．Ｔｈｅｄｅｐｔｈｔｏｐｒｉｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｉｓｃｈａｎｇｅｄｆｒｏｍ０．０４ｔｏ０３．０，ｗｉｔｈａｎｉｎｔｅｒｖａｌｏｆ０．０２．ｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｎｄｏｕｔｔｈａｔ，０．０４ｄｉｍｐｌ′ｅｓｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｔｔａ-ｃｈｅｄｆｌｏｗ，ｗｉｔｈｎｏｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；０．０６ｄｉｍｐｌｅ′ｓｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｈｏｒｓｅｓｈｏｅｖｏｒｔｅｘ，０．０８ｄｉｍｐｌｅ′ｓｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｎｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍｈｏｒｓｅｓｈｏｅｖｏｒｔｅｘｔｏ

5、ｃｌｏｓｅｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｂｕｂｂｌｅ，０．１ｔｏ０．１４ｄｉｍｐｌｅ′ｓｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｃｌｏｓｅｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｂｕｂｂｌｅ，０．１６ｔｏ０．２０ｄｉｍｐｌｅ′ｓｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｏｒｎａｄｏ－ｌｉｋｅｖｏｒｔｅｘ，０．２２ｔｏ０．３０ｄｉｍｐｌｅ′ｓｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｏｒｎａｄｏ桘ｌｉｋｅｖｏｒｔｅｘ，ｔｈｒｏｕｇｈｖｏｒｔｅｘｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｆｉｎｄｏｕｔｔｈａｔｔｏｏｄｅｅｐｄｉｍｐｌｅ０．１８ａｎｄ０．２４ａｎｄｔｏｏｓｈａｌｌｏｗｄｉｍｐｌｅ０．０６ｈａｖ

6、ｅｌｏｗｅｒｖｏｒｔｅｘｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｍｐａｒｅｗｉｔｈｍｉｄｄｌｅｄｉｍｐｌｅ０．０８ａｎｄ０．１２．Keywords：ｄｉｍｐｌｅ；ｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｅｐｔｈｔｏｐｒｉｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ；ｈｏｒｓｅｓｈｏｅｖｏｒｔｅｘ，ｔｏｒｎａｄｏ－ｌｉｋｅｖｏｒｔｅｘ；ｖｏｒｔｅｘｓｔｒｅｎｇｔｈ引言值模拟研究发现，深宽比０．２陷窝内的涡结构为双单旋涡是流动的肌腱，对于流动中旋涡的准确认识元类龙卷风涡结构，类龙卷风涡从物面螺旋点升起；深是深刻理解流动的前提。只有在对旋涡准确认识的基宽比０．２６陷窝内的涡结构为非对称双单元类龙卷［１－３］础上才能发展科学的旋涡控制和应用

7、技术。风。Ｌｉｇｒａｎｉ用实验研究发现陷窝诱导的涡包括陷陷窝作为一种涡流发生器，在流动分离控制、减阻窝内的主涡对和陷窝后缘的边涡对；并用定常数值模［１－８］［４］及增强对流传热等很多方面都有应用研究。陷窝拟证实了主涡对和边涡对的存在。刘高文用实验具有在不带来明显的压力损失的前提下，引起流场持测量了深宽比０．２陷窝内的涡结构，发现气流经过陷［５－６］续扰动的优良特点，引起了很多研究者的关注。窝时会在