杨俊伟，杨 华，付士凤，宗旺旺，沙成龙

1.扬州大学 电气与能源动力工程学院，江苏 扬州 225147；2.扬州大学 广陵学院，江苏 扬州 225000

0 引 言

在风洞试验中，设置格栅是模拟湍流风环境最常见的手段。风力机、涡轮叶片等在实际运行中湍流强度较高（约为5%～25%），基于较低湍流强度工况研究得到的结论与真实环境存在差异，因此需在风洞中通过设置格栅得到均匀的高湍流场[1-3]。针对此类格栅后方流场特性的研究，自Simmons 和Salter[4]通过格栅制造湍流场以来一直持续至今。由于格栅对来流的阻碍和扰动，会使流动不稳定，形成多个小旋涡，流线杂乱，层流演变为湍流。Mohamed 和Larue[5]指出格栅湍流场后方存在2 个区域，即以湍流衰减为主要特征的远场区域和受格栅几何参数影响强烈的近场区域。现有的湍流特性研究大都是通过风洞试验调制出湍流场，分析湍流参数变化规律等问题。但这些研究主要集中在流动充分发展的远场区域。Kitamura 等[6]认为格栅湍流沿轴向衰减幂率约为–1.2。Lysak 等[7]测得轴向衰减幂率约为–1.3。国内学者中，白桦等[8]通过调整格栅间距和格栅宽度，拟合轴向3.5 m 处湍流参数经验公式，表明湍流强度受格栅宽度影响较大；严磊[9]和袁星[10]等对湍流参数沿风洞轴向变化规律进行研究，调制出相应的湍流场。目前，对格栅后方近场区域的研究相对较少。由于格栅的离散布置且格栅下游距离不足，因此较短轴向距离处的流场存在一定程度的各向异性[11]。Vita 等[12]结合风洞膨胀试验段分析了格栅下游湍流特性变化规律；……