二次流对大尺度运动影响的实验研究

【作者】 刘宁； 魏茂兴；

【机构】 浙江大学海洋学院海洋工程系；

【摘要】 大尺度运动(large scale motion, LSM)和超大尺度运动(very large scale motion,VLSM)是各类流态中湍动能和雷诺切应力的主要贡献者。二次流在弯曲河流中的典型流动特征,探讨二次流对LSM和VLSM的影响将有助于理解弯曲河流中的湍流特征。为此,本研究利用环形水槽开展了一系列不同转速比(剪力环转速:环形槽转速)的长时间实验,以考察不同二次流强度下LSM和VLSM的变化规律。实验转速比覆盖1.5:0、3:0、4.5:0的不同工况,对应二次流强度依次增强。预乘谱分析结果表明,随着二次流强度的增强,VLSM的峰值显著降低甚至完全消失,这可能是二次流的各向异性抑制了VLSM的产生。此外,谱分析结果中出现了介于大尺度运动和超大尺度运动之间的尺度特征,有望为揭示大尺度运动的生成机制提供新的视角。更多还原