题目：多孔介质对湍流边界层流动结构调制机理研究

报告人：叶青青研究员（浙江大学）

时间：2023年3月11日（周六）上午10：00

地点：明故宫校区A18-526

主办单位：航空航天结构力学及控制全国重点实验室、航空学院、校科协

报告内容摘要：

多孔介质是用来控制湍流边界层流动结构、降低湍流宽频噪声和振动的重要方法。研究中利用Tomographic PIV技术，实现了对多孔壁面湍流边界层时间解析的高精度三维流场测量。通过对湍流边界层相干结构生成演化分析，发现多孔介质通过诱导的动量传递，影响近壁面高低速条带结构分布规律，形成了新的超大尺度的低速条带结构，重新分布了近壁面的动量区域。通过时空相关性分析，实现湍流结构尺度变化解析，为多孔介质减阻降噪研究提供理论依据。 

报告人简介： 

  叶青青，浙江大学“百人计划”研究员，2017年6月于荷兰代尔夫特理工大学航空航天工程专业获得博士学位。之后继续在荷兰代尔夫特理工大学从事流动噪声方向博士后研究。2020年1月入职浙江大学。2022年入选中国力学学会青年人才蓄水池项目。

  针对湍流结构与边界层转捩及流动噪声关联问题，突破了现有方法在高超声速三维高精度实验测量和多物理场耦合测量上的技术瓶颈，揭示了大尺度流动结构生成演化过程对边界层转捩和流动噪声的影响机理。目前已发表在Journal of Fluid Mechanics、AIAA Journal等SCI论文10余篇，发明专利2项。在第四届International Conference of Experiment Fluid Mechanics上获得“Young Researcher Award”。主持重大基础研究项目、国家自然科学基金项目、参与国家重点研发计划、欧盟地平线2020项目。

  主要研究成果包括：

（1）高超声速边界层诱导转捩机理

在高超声速（Ma=7.5）和亚声速条件下，利用高精度三维层析粒子图像测速技术（Tomographic PIV）在国际上首次实现的粗糙单元诱导边界层转捩的三维精细流场测量。明确高超声速边界层诱导转捩的主要由流向涡引起的流动失稳引发，为高超声速边界层转捩的准确预测和主动控制提供理论指导。

（2）边界层流动特性对远场噪声影响机理

应用多物理场耦合测量的方法，实现粗糙单元诱导近场流动、边界层转捩位置和远场噪声三者的相关性分析。系统研究了边界层转捩对机翼后缘噪声的影响机制，实验数据列入AIAA workshops on Benchmark Problems for Airframe Noise Computations标模数据。

（3）边界层吸入式发动机安装噪声机理

利用格子玻尔兹曼方法（LBM）在国际首次实现了全尺寸飞机和发动机流场和声场耦合高精度数值模拟，获得了边界层吸式发动机安装效应对发动机推进效率以及声学特性的影响规律，为下一代飞机的低噪音设计提供了理论指导。