涡旋射流控制逆压梯度平板边界层分离的涡结构研究

张荻 樊涛 蓝吉兵 谢永慧

摘要：为了研究涡旋射流控制边界层分离的物理机理，设计、搭建了涡旋射流控制逆压梯度平板边界层分离实验台，在此基础上对低雷诺数下平板边界层分离及射流控制进行了实验和数值研究，通过对比不同射流控制方式的统计特性及射流控制效果，揭示了射流流场大尺度相干结构的演化规律，射流瞬时流动细节的研究表明：发卡涡和类发卡涡是逆压梯度环境下直射流和斜射流中比较典型的涡结构；在斜射流中，随着类发卡涡的发展，射流孔下游发展成熟的类发卡涡涡腿外侧出现了不断增强的次生流向涡结构；次生涡结构对壁面附近能量的增大和质量的输运、耗散具有重要的作用，经对比发现，斜射流控制流动分离的效果明显优于直射流。