实验流体力学

experimental fluidmechanics

主要用实验方法研究自然界或各类工程领域中的流体流动现象和规律以及流体与固体之间的相互作用的流体力学分支。实验方法包括现场观测及实验室模拟两大类。前者是对实际存在的流动现象进行系统观测，以便分析流动规律，预测流动现象的演变，如气象、水文、潮汐研究等。但实际流动往往不易控制，无法重复，且流动尺度大，实验成本比较高。实验室模拟可控制实验条件，现象可以重演，产生的流动具有典型性，有利于揭示复杂流动的本质和规律，成为主要的实验手段。实验研究的内容可分为基础性和应用性两种。基础性研究的对象是流动的基本现象和规律，如边界层、湍流结构、旋涡、分离流动、尾迹等等。应用性研究主要为工程设计提供有关布局技术和流体动力数据。实验流体力学的基本理论是流动相似理论，它指明应如何在实验室条件下模拟或预演某种实际流动。实验室模拟的主要设备是风洞、水洞、水槽等。为了提高实验的准确性和精度，实验流体力学还包括以下内容：研制更能模拟实际流动（如高温、高雷诺数）的实验设备；提高测试仪器的精度，促使其小型化和自动化；改进实验技术，如流动显示技术；研究未能完全满足相似准则时的数据修正方法，如洞壁干扰、支架干扰、雷诺数不足的修正等。计算机在流体力学实验中的使用，显著提高了实验的效率、精度和自动化。