粘彈性流體振蕩網(wǎng)格湍流PIV實驗研究.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)溶液中加入長鏈的聚合物具有湍流減阻效果以來，很多學(xué)者對湍流減阻效果進行了研究。目前對于粘彈性流體減阻效果的研究大多集中在具有壁面效應(yīng)的湍流流動，例如槽道、管道以及邊界層流動，而壁面效應(yīng)的存在給研究粘彈性流體減阻機理的造成了一定的困難。因此，對無壁面效應(yīng)的各向同性湍流減阻研究具有重要的意義。
　　首先，本文設(shè)計并搭建了振蕩網(wǎng)格實驗臺，從而獲得近似各向同性湍流。選取不同濃度的聚合物水溶液和表面活性劑水溶液進行振蕩網(wǎng)格實驗，使用

2、粒子圖像測速技術(shù)（PIV）測量了網(wǎng)格湍流的速度場，建立粘彈性流體網(wǎng)格湍流的速度場數(shù)據(jù)庫，最終為粘彈性流體各向同性湍流的減阻效果分析奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，通過對比牛頓流體的與粘彈性流體的速度分布情況，計算并比較了湍流的脈動速度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)粘彈性流體在各向同性湍流中同樣具有減阻效果，并隨著濃度增大減阻效果增強，同時發(fā)現(xiàn)表面活性劑水溶液的減阻效果優(yōu)于聚合物水溶液的；此外，還計算湍流速度場的各向同性度，驗證網(wǎng)格湍流流動是符合各向同性湍流性