双振子同异步振动主动控制湍流边界层减阻实验研究

作     者：白建侠 赵凯芳 程肖岐 姜楠 Bai Jianxia;Zhao Kaifang;Cheng Xiaoqi;Jiang Nan

作者机构：天津仁爱学院数学教学部天津301636 天津大学机械工程学院力学系天津300354 天津市现代工程力学重点实验室天津300354 

基　　金：国家自然科学基金(12202309,11972251,11902218,12172242,12272265,12202310) 中德合作研究小组基金项目(GZ1575) 中国博士后基金项目(2022M712357) 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2023年第55卷第1期

页      码：52-61页

摘      要：本文以镶嵌在平板上沿展向对放的两个压电陶瓷振子为主动控制激励器,自主设计了零质量射流主动控制湍流边界层减阻实验方案.在风洞中开展了双压电振子同步和异步振动主动控制湍流边界层减阻的实验研究,实现了压电振子的周期扰动对湍流边界层多尺度相干结构的干扰和调制,施加控制后减小了壁面摩擦阻力,获得减阻效果.当异步控制100 V,160 Hz工况时得到最大减阻率为18.54%.小波多尺度分析结果表明,施加控制工况中PZT振子的周期性扰动使得小尺度结构的湍流脉动强度增强,改变了近壁区大尺度和小尺度结构的含能分布,且异步控制工况比同步控制工况的减阻效果好.当双振子振动频率为160 Hz时,流向脉动速度的小波系数PDF曲线呈现出波动特征,尾部变宽显著,近壁湍流脉动更加有序和规则,湍流间歇性减弱.对小尺度脉动进行条件相位平均的结果表明,施加PZT周期扰动后使得大尺度结构破碎成为小尺度结构,小尺度脉动强度增强,实现减阻.随着流向位置离PZT振子越来越远,周期性扰动对相干结构的调制作用逐渐减弱.

主 题 词：零质量射流 相干结构 压电振子 主动控制 减阻 

学科分类：080704[080704] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-22-248

馆 藏 号：203118253...