白建侠，郑小波，姜楠，3，*

(1．天津大学机械工程学院，天津300354;2．天津大学仁爱学院数学教学部，天津301636;3．天津市现代工程力学重点实验室，天津300350)

湍流边界层外区超大尺度相干结构相位平均波形

白建侠1，2，郑小波1，姜楠1，3，*

(1．天津大学机械工程学院，天津300354;2．天津大学仁爱学院数学教学部，天津301636;3．天津市现代工程力学重点实验室，天津300350)

用IFA300恒温式热线风速仪和X形二分量热线探针精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的瞬时流向、法向速度分量的时间序列信号。通过对不同速度分量进行子波变换，得到了近壁区和外边界区流向和法向脉动速度分量的分尺度湍动能随尺度的分布，在外边界区发现流向脉动速度和法向脉动速度的能量最大尺度随法向坐标远离壁面增大，相干结构的平均猝发周期也相应增加，说明在外区存在超大尺度的相干结构。采用条件采样和相位平均技术，提取了近壁区和外边界区能量最大尺度相干结构流向及法向速度的喷射和扫掠的条件相位平均波形，发现流向和法向脉动速度及雷诺应力喷射和扫掠事件的条件相位波形较近壁区都发生了改变。雷诺应力负的幅值显著降低，雷诺应力表现为正负交替的波动现象。

湍流边界层;超大尺度结构;子波分析;喷射

0 引 言

湍流边界层中存在着大尺度的相干结构。通过实验发现，大尺度的相干结构可分为2类：一类存在于湍流边界层的近壁区，与近壁区的猝发现象和湍流产生有关［1］，另一类存在于边界层的外边界区［2］。……