斜向自由剪切层拟序结构的实验和数值计算

通过对自由剪切层流场涡结构的三维性以及三维剪切层的研究，首次得到了一些重要结果：①用离散涡系方法数值计算，说明单独对涡辨区的涡系沿展向扰动后，涡系最终将盘绕在涡卷上，而涡卷受涡系的影响也将产生相位相差180°振幅较小的波动。具有基波和次谐波的扰动更容易形成流向涡；具有基波和随机波的扰动使流场更有混沌特征。②电流动显示和热线测量水流场及气流场，说明有螺旋形涡结构存在，涡结构的形成依赖于湍流强度，剪切强度和对流速度；它们不对称于中线，具有间歇性。三维剪切流场的动量厚度基本是线性增长。③用离散涡系方法模拟三维剪切层，得到了螺旋涡结构；不同位置的速度剖面具有相似性，其动量厚度比二维剪切层的动量厚度增长更慢。