后臺(tái)階流動(dòng)控制研究.pdf

1、后臺(tái)階流動(dòng)是流體力學(xué)之中非常典型的湍流分離再附的流動(dòng)例子，其幾何結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離點(diǎn)固定且來流條件比較容易控制，可以通過對(duì)它的研究來了解和分析湍流的流動(dòng)過程、規(guī)律及流動(dòng)機(jī)理。
　　本文利用數(shù)值模擬方法，研究了后臺(tái)階流動(dòng)的分離和再附的情況，并與試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比。并在此基礎(chǔ)上增加控制手段，通過分析分離處的速度梯度和再附長度的變化來預(yù)測(cè)和研究流場(chǎng)的變化。
　　本文在臺(tái)階豎直壁面加吹吸氣控制、臺(tái)階上游加吹吸氣控制和臺(tái)階上游開空腔等方法，研

2、究了不同控制方法對(duì)流場(chǎng)的影響，分析臺(tái)階分離處的速度梯度和再附點(diǎn)位置及下游壁面摩擦應(yīng)力的變化。
　　三種控制方法的流動(dòng)機(jī)理均不相同：豎直壁面上端吹氣控制使得分離處的速度梯度增大；豎直壁面下端吸氣控制將分離區(qū)的低速流吸出；臺(tái)階上游吸氣控制將壁面附近低速流吸出，同時(shí)也吸出了部分的流動(dòng)能量；臺(tái)階上游吹氣控制在吹氣口附近形成了一面“氣墻”，在之后形成回流區(qū)；臺(tái)階上游開空腔控制以容納近壁面低速流，使得空腔上方的流動(dòng)加速。結(jié)果表明，以上控制方法