涡与涡以及涡与附面层之间相互作用的试验研究.pdfVIP

航空动力学报JOURNAL OF AEROSPACE POWER1999年　第14卷　第1期　VOL 航空动力学报 JOURNAL OF AEROSPACE POWER 1999年　第14卷　第1期　VOL.14　No.1　1999 涡与涡以及涡与附面层之间 相互作用的试验研究 　　钟易成　 陈　晓 摘要：涡由叠合式三角形涡流发生器产生。对涡与涡之间的相互作用研究表明，反向 旋转涡之间相互作用使得相邻涡之间向上或向下速度增加。同向旋转涡之间相互作用 造成相邻涡的干扰，使涡变弱。对涡与附面层之间的相互作用研究表明，涡改变了附 面层的速度分布，使附面层内层速度分布饱满，减小了附面层形状因子。附面层对涡 的作用使得涡的耗散大大加快，涡量减小，涡核半径变大，涡的有效作用距离减小。 主题词：涡流器　涡　试验 分类号：O357.1 AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON INTERACTIONS AMONG VORTICES AND VORTEX WITH BOUNDERY LAYER Zhong Yicheng and Chen Xiao file:///E|/qk/hkdlxb/hkdl99/hkdl9901/990107.htm（第 1／7 页）2010-3-22 22:44:06 航空动力学报JOURNAL OF AEROSPACE POWER1999年　第14卷　第1期　VOL vertex lessened. Key　Words　Swirler　Vortex　Experiments 1　引　言 　　在控制流体流动以改善流体机械流动性能的研究中，涡流发生器(Vortex Generators简称GV)有着广泛的用途：在内外流控制中，利用VG产生的尾涡来改善附面 ［1］ 层速度分布，以达到延迟或消除附面层分离之目的 ，从而减小流动损失，并减小 内流出口总压畸变；在大弯曲管道流动中，可以利用VG克服或抵消其壁面的二次流从 而减小二次流损失，还可采用VG产生二次流重新分配流场低压区从而减小出口总压畸 变。为了更加有效地控制附面层分离和流场总压畸变，有必要进一步研究涡与涡(包括 同向旋转涡和反向旋转涡)之间相互作用的机理，以便更加正确地选择VG的相关几何 参数；以及涡与附面层之间是如何相互作用的，从而了解VG控制附面层分离的机理及 附面层对涡的影响。 2　试验设备及数据处理方法 　　本试验采用的自由射流式风洞和测试系统如文献［2］所述，风洞出口速度约为 5。VG后沿流向的不同轴向位置X处速度场的测量采用小型五孔探 40 m/s，Re≈2.5×10 针(Φ2 mm)和高精度小位移坐标架；对所测速度场采用高斯涡核模型，用非线性拟牛 顿最小二乘法拟合单涡的涡量、涡核半径、涡心高度等参数。附面层内速度分布的测 量采用了附面层探针。 图1　涡流发生器及其排列型式 ［3］ 　　试验中厚的紊流附面层采用针式附面层调试装置产生 ，附面层厚度δ与VG高 度h之比为2∶1；所用半片叠合式三角形埋入式VG尺寸按文献［2］最佳尺寸设计，高 度h=10 mm，其几何形状及排列型式如图1所示。 3　涡与涡之间和涡与附面层之间的相互作用 　　涡与涡之间的相互作用分为同向旋转涡之间和反向旋转涡之间的相互作用。图2 为在 file:///E|/qk/hkdlxb/hkdl99/hkdl9901/990107.htm（第 2／7 页）2010-3-22 22:44:06 航空动力学报JOURNAL OF AEROSPACE POWER1999年　第14卷　第1期　VOL 图2