张永昌， 徐宇工

(1.内蒙古大学 交通学院，呼和浩特 010070；2.北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)

开放空腔流动是经典的流体力学问题之一，其示意图见图1(a)。一定条件下，开放空腔流场会形成自激振荡现象，造成流场速度、压力等物理量发生剧烈波动[1-2]，继而引起结构承载、流致噪声等工程问题[3-4]。实际应用中，各类空腔结构的腔口处常安装有用以阻隔异物的格栅盖板。研究表明，流体流经具有格栅的空腔时同样有可能引发流场自激振荡现象[5]，为方便描述，将该流动称为格栅-空腔流动，其示意图见图1(b)。尽管格栅-空腔流场自激振荡的产生方式及流场结构与开放空腔流场自激振荡不同，但其本质均属于剪切层自激振荡[6-8]，具有很多相似的性质。

(a)

(b)

长期以来，为解决前述工程问题，国内外学者从不同角度对开放空腔流动进行了大量研究。其中，探究流场振荡空间分布规律一直是重要研究方向之一。很多研究均将其作为二维流动问题(x-y平面)进行处理[9-11]，以归纳总结开放空腔壁面压力分布规律[12-15]为主。同时，一些学者对开放空腔流动的三维流动特性展开了研究[16-17]。相对于来流方向(x方向)和垂向(y方向)，空腔展向(z方向)的流场振荡幅度较小。随着研究的深入，人们发现展向的流场振荡主要来自空腔内部环流，与流场自激振荡无关[18]。同时，空腔流动具有对称性，其对称面即为展向平分面[19-20]。

与开放空腔流动相比，针对格栅-空腔流动的研究起步较晚，以研究流场自激振荡的成因与变化规律为主。……