尾迹流动演化与转捩研究(I)

基于圆柱分离尾迹精确数值解及高精度速度Fourier频谱分析正确予计了Re数在3000-10000的圆柱近尾迹转捩基本特征。首次获得了转捩波频率比随Re数变化为ft/fs-Re（0.87）这一新的理论结果。它与wei and smith的实验一致而与前人早期提供的0.5幂次律不同。分析表明流动转捩主要由大尺度交替涡（fs）与剪切层Small eddy（转捩波， ft）两类旋涡强相互作用所控制并由频谱拓宽形成m1/m2fs±n1/n2ft多级频带所表征。首次给出了转捩波及非线性相互作用的空间演化规律，其强度经由最初的指数增长达到最大值后又迅速衰减。予计了Re 数对这些转捩特征的影响。用无粘涡族动力学方法研究二维圆柱尾流三维不稳定性及流向涡产生机制。获得了由大尺度马蹄涡、小尺度λ涡以及缠绕其上的涡圈组成的湍流尾迹相干结构。