贴壁二维方柱绕流对壁面摩擦应力的影响

作     者：张之豪 傅奇星 王庆洋 徐胜金 ZHANG Zhihao;FU Qixing;WANG Qingyang;XU Shengjin

作者机构：清华大学航天航空学院北京100084 中国航天空气动力技术研究院北京100074 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 

出 版 物：《实验流体力学》 (Journal of Experiments in Fluid Mechanics)

年 卷 期：2023年第37卷第4期

页      面：18-28页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFE0208000) 工业和信息化部高技术船舶科研项目(工信部装函360) 

主　　题：贴壁二维方柱 壁面摩擦应力 湍流边界层 流动结构 

摘      要：利用TR–PIV与平行双丝热线,对平板边界层内的贴壁二维方柱绕流流场和壁面摩擦应力的关联进行了实验研究。主要关注方柱下游大尺度流动结构的运动对近壁面流向平均速度零点处摩擦应力的影响(基于方柱宽度与来流风速定义的雷诺数固定为1.1×10^(4))。研究表明,贴壁二维方柱绕流产生了2种典型的流动结构:一为向壁面靠近并接触壁面的近壁流动结构,本文称“I涡;一为平行壁面沿流向运动的流动结构,本文称“Ⅱ涡。Ⅰ涡、Ⅱ涡的出现改变了壁面附近流动速度的大小和方向,影响了测点壁面摩擦应力:增大了流向速度梯度,导致摩擦应力陡增;减小了流向速度梯度,导致摩擦应力锐减;改变了摩擦应力方向。本文研究结果可为理解表面冲蚀、污染物聚集、近壁面湍流耗散等问题的机理提供参考。