Experimental Study on the Transition of Flow Characteristics between Two Tandem Bluff Bodies in Relation to the Mechanism of Drag Reduction

本研究擬以三年之時程建立高質點密度之高速PIV系統，量測全流域之流場結構特性。例如：瞬間之速度場與渦度、擾動速度能量、雷諾剪應力之分佈、環流量，以及簡歷曾在策展方向之變化等特性，期望深入瞭解縱列雙鈍體間多樣化的流場特性形成之機制，以及與阻力降低的主要關連。各年之工作重點如下：第一年：撰寫程式，建立全流域速度向量分析技術，並測試該分析程式之準確度與可靠性。以LDA系統為主作定量量測，並以小波方法分析縱列雙鈍體(非圓柱體)中心具有不同縱向間距時，流場特徵頻率、剪力層波動的相位隨著時間之變化，以及不同鈍體作不同的組合(前後對調)時之影響。第二年：完成建立高質點密度之高速PIV系統的軟、硬體，並與已有之結果(Kuo and Chein , 2005)互相印証，確定PIV系統的結果無誤。以第一年之鈍體為對象，量測具有不同間距時，縱列雙鈍體間以及其下游的全流域流場特性，包括瞬間之速度場與渦度、擾動速度能量以及雷諾剪應力等特性之分佈。另外，不同組合的縱列雙鈍體，鈍體間剪力層流場特性之異同，進一步瞭解縱列雙鈍體間不穩定剪力層與下游尾流交互作用之影響。第三年：改變向上游回饋或下游尾流之強度，瞭解不穩定剪力層與下游尾流交互作用對剪力層特性之影響。結合高質點密度之高速PIV系統以及LDA的速度訊號作小波分析，探討縱列鈍體間不穩定剪力層(Kelvin Helmholtz Instability)波動與其側展方向之變化關係或相關性。進一步揭露不穩定剪力層在側展方向之變化與雙鈍體間多樣化流場特性形成之原因，以及鈍體受力或減阻之關係