物理学。Rev.Fluids 1，064402（2016）-高空间范围粒子图像测速的光滑和粗糙边界层结构

高空间范围粒子图像测速的光滑和粗糙边界层结构

D.T.Squire、C.Morrill-Winter、N.Hutchins、I.Marusic、M.P.Schultz和J.C.Klewicki

物理学。Rev.流体1，064402–2016年10月7日出版

摘要

使用两个粒子图像测速装置，在很宽的流向尺度范围内，在高雷诺数下，在光滑和粗糙边界层之间进行真正的空间比较。这些安排共同解决了从科尔莫戈罗夫微尺度量级的运动到超过边界层厚度两倍的运动的尺度范围。粗糙实验是在连续砂纸片上进行的，与Squire使用的相同等。[J.流体力学。 795, 210 (2016)]，并涵盖一系列摩擦和等效砂粒粗糙度雷诺数( $12 000 ≲ δ^{+} ≲$ 18000, $62 ≲ {k个}_{秒}^{+} ≲ 104$ ). 平滑实验包括新的和以前公布的数据跨度 $6500 ≲ δ^{+} ≲ 17 000$ 所有实验的流量统计数据表明，在相同粗糙表面上，雷诺数趋势和行为与最近分辨率良好的热线风速测量结果相似。比较，匹配 $δ^{+}$ 在光滑和粗糙的两点相关图和两点震级平方相干图之间表明，边界层的外部区域在空间上是相同的。即使在光滑壁和粗糙壁的总（内规范化）能量不同的壁规范化位置，这显然也是正确的。总的来说，目前的结果为汤森的[湍流剪切流的结构（剑桥大学出版社，剑桥，1956年），第1卷，高雷诺数完全粗糙边界层流动中的壁相似性假设。