题目：逆压梯度影响下边界层转捩流动结构的演化

本文主要利用氢气泡流动显示方法，揭示逆压梯度条件下狭缝零流量周期性脉动微弱射流激发边界层转捩引起的扰动的发展演化规律和流动特性。具有Lagrargion性质的氢气泡流动显示方法是研究边界层转捩的一种较为理想的方法，特别是在揭示转捩后期边界层流动特性方面与属Eulerian性质的热线方法相比，具有独到的优势。实验主要采用平面图和侧面图两种观测方法，其中计数器技术的引入，使得不同观测方法和观测位置得到的流动显示结果能够在同一相位下进行对应分析，是一种分析周期性三维流动结构的有效手段。研究内容包括两方面：（一）研究转捩期间三维扰动的产生发展、发卡涡的再生以及流动紊乱化的过程；（二）对逆压梯度和零压梯度下的转捩过程以及自然转捩和人工转捩过程进行比较。重点放在第一个方面。通过对流动显示结果分析得到以下主要结论：1. 揭示二次发卡涡的生成机制：主发卡涡头部向外边界移动过程中，“颈部”涡腿相互靠近并迅速向壁面运动（由于旋涡诱导），当两涡腿部分接近壁面时，在两涡之间的近壁面低速流体受两涡腿的强烈诱导而抬升，形成局部凸起和相应的高剪切层。绕过这一凸起的流动会形成一系列二次发卡涡。修正了以往如Kachanov 和Smith等人的观点。2. 流动紊乱化最先伴随二次发卡涡系的形成在近壁区出现。机理：主发卡涡诱导形成的近壁区高剪切层不稳定，其结果将导致剪切层处流动发展成一系列二次发卡涡，在近壁区的流动出现紊乱化。3. 观察到近壁区多个流向涡的两种形成机制：一是由于多个周期内主发卡涡涡腿的滞留；二是在生成二次发卡涡过程中也会产生流向涡。4. 主发卡涡及其内部的诱导结构组成的“心”形结构和以往转捩过程中发现的湍斑具有相同的特征：如外形、运动速度、发展规律以及内部先紊乱等，由此推测该“心”形结构是湍斑的前身。5. 逆压梯度下转捩过程的扰动形式及其发展演化和零压力梯度下相同，逆压梯度使转捩过程缩短好。