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。

为了探究过渡流下不同雷诺数、不同间隙比的近壁方柱绕流的流动特性,该实验搭建了开式循环水槽,采用了粒子图像测速系统(PIV),对过渡流下近壁单方柱绕流进行了实验研究。结果表明雷诺数、间隙比对方柱的速度场、涡量场等均有明显的影响。增大C/D,方柱尾流形态由单涡逐渐变为对称的涡对,尺度逐渐减小,当C/D<0.8时,壁面与方柱相互作用明显。增大Re,方柱尾流处速度矢量旋度及涡尺度均增大,当Re=200时,C/D对方柱绕流特性有明显的影响。