矩形柱體周邊及尾流流場特性之探討

Abstract

本文旨在應用流場可視化法及併用二維光纖雷射測儀(FLDV)及一維傳統式 雷射測速儀(He-Ne LDV), 於不同自由流速下, 探討長寬比為1:4之二維矩 形柱體周邊及尾流之特性。文中流場可視化採用電解沉澱法及懸浮粒子追 蹤法, 以固定座標及移動座標方式觀察流場中徑線及煙線之變化。另流場 量測部份利用 He-Ne LDV 偵測固定(參考)點 X=11.5mm及 Y=13.5mm處之 水平速度；並以之作為掌握、監控FLDV量測各變動點二維速度之相位基 準, 從而剖析矩形柱體周邊及尾流流場之特性。為分析此尾流速度場及渦 度場之不穩定性 , 本實驗中特引條件取樣法中黃 & 林 (1989)之修正相 位平均法。文中對於應用可視化法於矩形柱體周邊及尾流流場之現象觀察 、速度頻譜之特性、速度相位對空間之變化、及渦度相位變化等均有詳細 探討。以FLDV系統量測柱體尾流流場相位平均後, 對相位變化及空間變化 之合成速度向量圖, 二者與可視化法中以固定座標方式利用懸浮粒子法 , 所展現出波浪狀的時序列現象相似。另柱體尾流流場相位平均後, 對相 位變化及空間變化之合成速度向量,扣除 0.75∼0.8倍之自由流速後,所形 成之合成速度向量相位變化圖,二者與可視化法中以移動座標方式,利用懸 浮粒子法, 所觀察流場之現象相似, 皆展現出明顯之蹼點及渦心之位置。