● 摘要
对于角区流动，传统的分离观点认为近壁区的流线是从壁面向上抬起，从而离开物面进入流体空间并形成分离面，虽然针对角区流动已有丰富的实验研究和数值模拟，但是最近一些年来，国外一些学者根据数值模拟的结果以及理论上的合理性对于角区三维分离流动的新认识：上游流线并非从壁面分离而是向壁面附着，即壁面上存在一个附着鞍点结构。这与传统的分离结构有着很大的差别。虽然针对角区流动已有丰富的实验研究和数值模拟，尽管如此，该结构并没有得到充分有效的实验证实，并未得到广泛的认识和接受。本文分别用数值计算和PIV实验方法研究角区层流边界层三维定常分离的流动结构，证实了角区确实存在有别于传统分离现象的附着鞍点结构，对称面上游的流线并非从壁面向上抬起从壁面分离，而是经由空间某个奇点向壁面附着。角区马蹄涡的传统分离鞍点结构和附着鞍点结构之间存在着一定的演化规律，影响参数包括模型头部钝度、边界层厚度和雷诺数。一定的边界层和雷诺数条件下随着模型头部钝度减小角区马蹄涡将从传统的分离鞍点结构逐步过渡为附着鞍点结构；对一定的模型若雷诺数越大、边界层越厚则角区流动越趋向于传统的分离鞍点结构，反之则倾向于附着鞍点结构。