本論文的目的乃是能成功地產生一單一柱狀渦漩,其中心相 對於慣性座標之下能固定不動。並利用此二維單一柱狀渦漩疊加 一自由流與圓柱進行交互作用,研究探討其所引發的流場行為。 研究的方法乃結合實驗觀測及數值計算二種方法。以期透過 不同的方法互相驗証結果,並比較研究使能更深入了解渦漩流場 。實驗上係使用雷射光頁法顯影流場。透過渦漩產生器所產生不 同強度之渦漩,並疊加一自由流與大小不同的圓柱體進行交互作 用。利用顯影,則可以觀察出流場中邊界層之成長、次渦漩生成 至分離等現象。並與數值計算結果比較研究。 在本文中,將能利用一曲線方程式近似此法所產生之單一柱 狀渦漩之無因次速度分佈。使渦漩結構得以確立。且利用此渦漩 與不同大小之圓柱進行交互作用。在實驗與數值計算條件相同下 比較結果。並探討因不同大小之圓柱所造成次渦漩生成、分離之 差異性。以及因不同強度之渦漩對流場有何變化。另外,文中將 嘗試利用數值計算探討單一渦漩疊加一自由流流經圓柱,其圓柱 受力的情形。使用的方法有表面積分法、遠域積分法以及張建成 教授的力源特性理論來分析圓柱受力情形,及不同渦漩強度對圓 柱體受力之貢獻。
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