逆流壁面射流

针对射流剪切层湍流结构特征的系统实验研究，为相关流动控制提供数据支撑。

刘宇陆 · 王宇泽 · 李家骅 · Tao, Yizhou · 邱翔

Lixue Xuebao/Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics 2023

参数信息

射流与主流速度比

8.89

雷诺数

9127

最含能模态频率

0.0005

第一模态频率

0.0026

技术优势

量化回流区低频结构

谱本征正交分解显示最含能模态频率为fD/Uj=0.0005，出现在回流区，为理解回流区湍流输运提供定量依据。

识别射流偏转相干结构

频率为fD/Uj=0.0026的模态表明湍流结构在射流与主流相互作用偏转时产生，并沿回流区外围输运。

高频结构尺度随频率递减

高频结构均位于射流剪切层，且频率越高越靠近射流出口、尺度越小，为高频湍流结构建模提供空间分布规律。

应用场景

• 湍流测量：用于湍流模型的验证和标定，提供剪切层湍流统计基准数据。
• 射流控制：通过模态频率与回流区结构关联，指导射流偏转控制策略设计。
• 流动传感：低频含能结构可用于流动状态监测与传感器布置优化。
• 粒子图像测速：提供逆流壁面射流PIV测量的数据，用于互验实验技术与湍流分析。