波激励下水流边界层壁阻力特性及流动结构转变的试验研究

在流体机械中普遍存在着湍流边界层，本课题以平板湍流边界层作为研究对象，用频率和功率可调的超声波发生器产生带状超声波束，使其在水湍流边界层内传播，研究超声波对粘性次层低速条带及猝发的激励及影响规律,探索湍流边界层超声波减阻及控制机理。主要研究壁面摩擦阻力、低速条带和猝发的特征参量、涡量等与激励超声波参数之间的联系规律，为建立湍流超声减阻控制模型提供有价值的数据。以微边界层热线探头技术和PIV技术（MicroPIV功能）为主开展试验研究，结合傅立叶分析和小波分析理论进行测试分析。课题提出把超声波用于水流减阻控制的新思路，有其理论与实践依据。把单点高频响经典热线技术与最新空间平面整场PIV技术相结合，用于量化揭示近壁猝发的运动特性属该领域研究前沿。课题在认识湍流机理、控制湍流、处理流体机械中的节能、降噪及传热等问题上具有重要学术与工程应用价值。