为了研究过渡流下间隙比对近壁单圆柱绕流流动特性的影响,搭建了开式循环水槽实验台,通过粒子图像测速(PIV)的方法,对过渡流下不同间隙比的近壁单圆柱绕流进行了实验研究。结果表明当雷诺数为200时,间隙比对圆柱尾流的流动特性有明显影响。间隙比的改变主要影响圆柱与壁面的相互作用,从而引起分离剪切层以及尾流旋涡形态的变化。随着间隙比的增大,圆柱尾流的流动形态由单个顺时针运动的旋涡逐渐演变为逐渐对称的旋涡对,且尺度逐渐减小,同时壁面对圆柱尾流的影响逐渐减弱。根据研究的工况,在C/D<0.6时,壁面对圆柱尾流的流动特性影响显著;反之,尾流的流动特性几乎不受影响。

为研究间隙比对近壁单圆柱绕流结构的影响,解明圆柱尾流对壁面不稳定性的作用机理,搭建了开式循环水槽实验台,通过粒子图像测速(PIV)系统,对过渡流下近壁单圆柱模型进行了实验研究。结果表明Re=300时,间隙比对圆柱绕流结构和壁面扰动强度影响明显。间隙比较小时,圆柱下游剪切层发展被抑制;随着间隙比的增加,圆柱尾流开始形成旋涡对,且旋涡对尺度逐渐减小并趋于对称;同时,近壁区域流体的加速效果先增强后减弱,加速区域不断增加,壁面流动不稳定性先增强后减弱。相比于无壁面影响的单圆柱,近壁单圆柱尾流形成了周期更长的旋涡交替脱落运动,增强了壁面流动的不稳定性。