开口风洞剪切层流场特性

发布时间：2021-03-10 20:43

　　给出了开口风洞剪切层厚度简化计算公式,开展了数值计算,研究了扩散率和偏移量参数对剪切层速度剖面的影响;分别在两座开口风洞中开展了实验研究,得到了剪切层速度剖面、剪切层厚度、湍流强度和湍流功率谱的变化规律,并将理论结果与实验结果进行了对比分析,结果表明:离开喷口一定距离后,剪切层的轴向速度剖面强自相似,而横向速度剖面弱自相似;剪切层的厚度沿流向位置线性增长;湍流强度值在射流核心区较小且基本稳定,在剪切层区域快速增加;剪切层湍流功率谱为宽带谱,没有与周期性旋涡脱落相关的谱峰。 

【文章来源】：航空动力学报. 2020,35(02)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

开口风洞自由射流结构示意图[14]

根据剪切层速度剖面的计算公式,本文得到了开口风洞自由射流的流场分布,如图2所示 定义D为风洞喷口的当量尺寸,图中风洞射流的中心线在y/D=0.3的位置。喷口边缘点在(0, 0)处。计算选取扩散率和偏置参数为:σ=9.0,ξ0=0.4。黑色实线表示剪切层速度剖面,x -y平面内的结果为二维速度场,虚线表示风洞喷口边缘的延长线的位置。根据计算结果,由于受到动量交换的影响,喷口外侧区域流速不为零,越往下游,剪切层越厚。剪切层速度剖面在靠近喷口陡峭,靠近下游平缓。图3给出了控制参数ξ0和σ对剪切层速度剖面的影响(σ为射流的扩散率参数,ξ0为射流自相似偏移量参数,ξ表示归一化参数)。根据计算结果,随着ξ0值增大,剪切层轴向速度剖面整体向射流外侧移动;随着σ值增大,射流的横向速度值减小。

图3给出了控制参数ξ0和σ对剪切层速度剖面的影响(σ为射流的扩散率参数,ξ0为射流自相似偏移量参数,ξ表示归一化参数)。根据计算结果,随着ξ0值增大,剪切层轴向速度剖面整体向射流外侧移动;随着σ值增大,射流的横向速度值减小。2 实验研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于简化射线模型的剪切层相位修正方法[J]. 张军,陈鹏,张俊龙,卢翔宇.  航空动力学报. 2018(10)
[2]飞机舱内噪声的研究现状[J]. 左孔成,陈鹏,王政,田昊,唐道锋.  航空学报. 2016(08)



本文编号：3075254