近自由表面翼型非定常流场结构及湍流特性的PIV实验研究

近海面飞行体及其流场由于受到波浪的扰动和地面效应的影响,体现出不同于在自由空间飞行时的空气动力学特征，同时也不同于在刚性地面附近的力学特性。本项目针对这一问题，拟在风水槽中用粒子图象测速（PIV）技术测量近自由表面二维翼型的瞬态速度场及演化过程，同时配合对翼型气动参量的测量，探讨流场结构演化与翼型气动载荷的相关性；将PIV瞬态速度场经统计运算获得的流场时均和相平均结果以及由此推算出的流场湍流特性，与翼型气动参量测量结果进行比较分析，阐明近自由表面翼型流场与自由波面的相互作用的的内在力学机制以及由于气液耦合对翼型气动载荷产生影响的规律和机理。由于本研究存在特殊的实验环境和边界条件，必然蕴藏着新的力学现象有待发现，因此该项目具有重要的基础研究价值，同时对地效飞行器、掠海飞行的导弹设计以及认识近海面鸟类飞行减阻机理具有重要的意义。