Когерентные вихревые структуры турбулентного пограничного слоя на продольно обтекаемом цилиндре

Abstract

В работе представлены результаты экспериментальных исследований структуры турбулентного пограничного слоя на гибком протяженном продольно обтекаемом цилиндре. Исследования поля пульсаций пристеночного давления ансамблем миниатюрных датчиков, установленных заподлицо с обтекаемой поверхностью, позволили изучить особенности формирования и развития когерентных вихревых структур пограничного слоя. Установлены масштабы структур, их периоды генерации и расстояния, которые когерентные вихри проходят до своего вырождения. Показано влияние кривизны обтекаемой поверхности цилиндров и режимов течения на структуру вихревого движения. Приведены аппроксимирующие зависимости определения функции когерентности поля пульсаций давления, конвективной скорости перемещения вихревых структур, их продольного масштаба и расстояния переноса вдоль образующей цилиндра до вырождения.

У роботі наведені результати експериментальних досліджень структури турбулентного примежового шару на гнучкому видовженому поздовжньо обтічному циліндрі. Дослідження поля пульсацій пристінного тиску ансамблем мініатюрних датчиків, які встановлено врівень з обтічною поверхнею циліндра, дозволили вивчити особливості формування та розвитку когерентних вихрових структур примежового шару. Встановлено масштаби структур, їхні періоди генерації та відстані, які когерентні вихори проходять до свого виродження. Показано вплив кривизни обтічної поверхні циліндрів і режимів течії на структуру вихрового руху. Наведено апроксимуючі залежності визначення функції когерентності поля пульсацій тиску, конвективної швидкості пересування вихрових структур, їхнього поздовжнього масштабу та відстані переносу вздовж поверхні циліндра до виродження.

In the paper the results of experimental researches of the structure of turbulent boundary layer on the flexible extensive longitudinally streamlined cylinder are presented. Researches of the wall-pressure fluctuation field by the ensemble of miniature sensors, flush-mounted with the streamlined surface, allowed to study the features of forming and development of the coherent vortical structures of the boundary layer. The structure scales, their the generation periods and distance, which coherent vortices are passed up to the degeneration, are determined. Influence of the streamlined surface curvature of the cylinders and the flow regimes on the structure of the vortex motion is demonstrated. Approximating dependencies of determination of coherence function of the pressure fluctuation field, convective velocity of moving of the vortical structures, their longitudinal scale and distance of transfer along formative of cylinder up to degeneration are resulted.