雷诺数对后向台阶剪切层转捩特性的影响.pdf

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1、2014年7月北京航空航天大学学报July2014第40卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．7雷诺数对后向台阶剪切层转捩特性的影响周宁迮程(北京航空航天大学教育部流体力学重点实验室，北京100091)(中国空间技术研究院，北京100081)潘种+(北京航空航天大学教育部流体力学重点实验室，北京100091)摘要：二维后向台阶分离流动是研究流动分离再附特性及机理的经典物理模型．运用二维时间解析粒子图像测速(PIV，ParticleImageVelocimetry)技术，

2、对雷诺数在300—3000之间后向台阶分离再附流动进行了二维速度场测量，研究后向台阶层流剪切层转捩位置随雷诺数的变化．研究发现，随雷诺数的增大，再附点的位置不断前移，转捩点的位置随之前移．转捩点在剪切层中的相对位置与雷诺数成反比函数关系．另外，在转捩发生之前，扰动会经历一段线性增长阶段，其空间增长率与雷诺数正相关．关键词：后向台阶；分离再附；转捩；扰动增长中图分类号：0357．5文献标识码：A文章编号：1001-5965(2014)07-0978-06EffectofReynoldsnumberoncharacteristicsofseparatedshearla

3、yertransitionofbackwardfacingstepZhouNing(KeyLaboratoryofFluidMechanicsofEducationDepartment，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191。China)ZeCheng(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100081，China)PanChong+(KeyLaboratoryofFluidMechanicsofEducationDepartment，Beijing

4、UniversityofAeronauticsandAstronautics．Beijing100191。China)Abstract：Thebackward-facingstepflowisaclassicalmodelfortheinvestigationofshearlayersepara-tionandreattachmentcharacteristics．ThetransitionalshearlayeranditsRedependencewasdiscussedbyU-singtwo·dimensionaltime-resolvedparticleim

5、agevelocimetry(PIV)measurement．ItwasobservedthatthelocationofreattachmentpointmovesupstreamifReincreases，whilethetransitionpointoftheshearlayermovesforwardatthesametime，leadingtothedimensionlessreattachmentlengthinverselyproportionaltoRe．Inaddition，beforethetransitionoccurs，theperturb

6、ationcontainedwithintheshearlayerpresentsinitialex-ponentialgrowth，whosespatialgrowthrateispositivelycorrelatedwithRe．Keywords：backward—facingstepflow；separationandreattachment；transition；disturbancegrowth流动的分离和再附普遍存在于航空航天、流体机械等实际工程中，是一类具有重要学术意义和应用价值的流动现象．二维后向台阶具有最简单的几何外形，但同时包含了分离再附流动

7、的所有重要特征和细节，因此常被作为研究分离再附流动的理想简化模型．一般而言，流动的分离可分收稿日期：2013-09—16；网络出版时间：2013—10-2414：33；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0481网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detaiL／11．2625．V．20131024．1433．001．html基金项目：国家自然科学青年基金资助项目(11372001，11002015)作者简介：周宁(1989一)，女，河北秦皇岛人，硕士生，zhouning五)0168@126．corn；+通讯作者：panc

8、hong@