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基于小波变换和FFT及HHT的壁湍流能量传递的实验研究

靳秀青  夏振炎  
【摘要】:利用IFA300恒温热线风速仅,对低湍流度风洞实验段中的壁湍流边界层不同法向位置进行实验测量。用傅立叶变换(FFT)、小波变换及希尔伯特-黄变换(HHT)等多种方法分别对测量得到的湍流脉动速度进行分析,研究不同壁面距离湍流能量的传递规律。从能量传输角度对壁湍流不同壁面距离的湍涡运动变化过程进行定量分析,并结合壁湍流湍涡的配对、合并理论对壁湍流能量的传递规律进行探讨。对脉动速度的傅立叶能谱和希尔伯特边际谱进行比较,实验证实对于傅立叶能谱可观测到斜率为-5/3的惯性子区,而对于希尔伯特边际谱除含有频率和能量信息外,还包含时间信息,不仅预测到了壁湍流的惯性子区,而且由于希尔伯特-黄变换存在波内频率调制作用,使其边际诺能量史加集中在低频部分,能够更准确地从壁湍流中提取出大尺度含能结构。

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