基于高频响TR-PIV流场测量和传声器阵列脉动压力同步测量的仿仙人柱圆柱流动控制机理的实验研究

项目名称： 基于高频响TR-PIV流场测量和传声器阵列脉动压力同步测量的仿仙人柱圆柱流动控制机理的实验研究

项目编号： No.11372189

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘应征

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 本项目集成高频响TR-PIV瞬态流场测试技术和传声器阵列壁面脉动压力场测试技术，实现两者同步采样，以开展仿仙人柱圆柱流动控制的基础实验研究。在低速风洞中，首先通过动静态升阻力实验测量，对仿仙人柱V形槽圆柱模型和光滑圆柱模型在一系列雷诺数下的流动进行对比实验，挑选出优化的V形槽布置方式，并确定典型雷诺数工况供后续实验研究。采用瞬态流场-脉动压力场同步测量系统，测得若干典型雷诺数下两类圆柱模型绕流中的瞬态流场和壁面脉动压力场，通过互相关分析、相干谱分析和时频联合分析获得两者之间的响应关系；采用先进的本征正交模态分解算法POD和动态模态分解算法DMD，提取非定常流场中的主要旋涡结构，获得流动分离区域特性、尾流区流动特征和旋涡结构时空演化特征，深入揭示仿仙人柱V形槽柱体流动控制的机理，为自然选择形成的仙人柱表面特征提供科学的流体力学解释。相关成果可为工程应用提供一种有效的仿生力学手段。

中文关键词： 圆柱绕流；流动控制；旋涡动力学；PIV；传声器阵列

英文摘要： In a view to perform a series of fundamental experimental investigations on flow control mechanism of cactus-shaped cylindrical structure, which have exhibited amazing passive flow control ability in deserts due to natural selection, two state-of-the-art

英文关键词： Cylinder flow；flow control；vortex dynamics；PIV；microphone array