壁湍流相干结构主动相位控制法的实验研究

本项研究拟用主动控制壁面运动的方法干扰壁湍流相干结构，达到降低壁面摩擦阻力和湍流噪声的目的。.控制方法以湍流相干结构在壁面上引起的脉动压强和切应力与近壁区流向涡的相位关系作为反馈信号，驱动压电材料壁面在相干结构演化的合适相位产生一定频率与幅度的表面振动，抑制湍流近壁区条带失稳，降低壁面附近涡量生成的强度和速率，从而减弱湍流生成，实现减阻降噪。.本项研究以实验方法为主，用数字PIV测量壁面湍流的瞬时流场，结合壁面压强、切应力和近壁区速度的精细点测量与湍流大涡数值模拟重构壁面湍流相干结构的三维图案。在壁面扰动下测量壁面附近涡量的生成和扩散，观察相干结构的演化特性，加深对壁湍流相干结构形成机理的了解。研究结果将验证湍流近壁区条带瞬态生长的失稳机制，验证湍流应力与湍流相干结构变形率的相位滞后机制。.研究结果还将给出主动控制壁湍流相干结构的有效方法。