三维陷落腔脉动压力分布特性实验研究

戴绍仕，姚熊亮，李 卓

（哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨 150001）

三维陷落腔脉动压力分布特性实验研究

戴绍仕，姚熊亮，李 卓

（哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨 150001）

文章针对均匀流场中三维深型陷落腔因流分离而产生的流激振荡问题开展了一系列的实验研究。在来流流速为0攻角时实验时的雷诺数变化范围：Re=1.55×105～8.74×105。实验中分别测量了三维深型陷落腔侧壁周向及垂向流体压力，分析了腔体内脉动压力周向、垂向的分布规律及腔口处剪切层自持振荡特性。实验结果表明：均匀流场中三维深型陷落腔内脉动压力分布较为复杂。在剪切层随边处的脉动压力最大，随边角点处脉动压力随相对高度的增加而陡降为0，但腔口导边及侧面处的脉动压力随相对高度增加而略有增大。剪切层自持振荡频率的无量纲数St数随Re变化为一常数值，但其值比气流场中二维陷落腔的St数略大。

深型陷落腔；均匀流；流激振荡；脉动压力；实验研究

1 引 言

陷落腔结构被广泛地应用在航天航空领域、航海领域、水利工程等领域中，如飞机起落架轮蓄井、船用海底阀箱及相关储液系统、槽形壁面的风洞和水洞等都属陷落腔结构。人们通常认为在三维陷落腔内的水是“死水”，即“死水”暗示着腔内流体的流速为0。但实际上当水流流过陷落腔时在腔口的导边处会发生流分离，然后因逆压的存在而产生涡体运动和剪切层自持振荡的现象。在剪切层振荡过程中将陷落腔内部水体与外部水体分开，使得腔内形成一循环水系，在此循环水系内有一大涡做低周运动，此时在腔体内部存在一种复杂的、垂向的、不稳定的三维流体运动。……