壹、圓柱油流實驗
目前完成的油流實驗有三維圓柱（寬高比為 1：8）的表面油流實驗，圓柱頂部的流 場結果如圖 3-1 所示，由圖上可以發現圓柱頂部流場有 2 個很明顯的渦流區域，如同文 獻中[8]提到的貓頭鷹眼睛形狀的結構，而且可以發現頂部流場存在有分離線、停滯點 及再接觸區域，由以上可以知道頂部流場是一個相當複雜的流場。
圖 3-1(a) Re=1.61×105圓柱頂部油流實驗結果
圖 3-1(b) Re=1.17×105圓柱頂部油流實驗結果 flow
flow
在圓柱迎風面的油流實驗結果（圖 3-2）可以看出來有一條很明顯的停滯線，而且在 中心線靠近圓柱頂部區域並無明顯的停滯線，是因為該區域的流體受到三維鈍形體自 由端面(free-end)的影響，該處的流體往上流動越過鈍形體，所以並無明顯的停滯線。
圖 3-2 Re=1.61×105圓柱迎風面油流實驗結果
流體在在圓柱的側表面約為 75o處開始產生分離現象（圖 3-3），其分離線在靠近圓柱 頂部有向後延遲的現象（如圖 3-3(c)所示），所以在圓柱靠近頂部的複雜流場結構可以 由油流的結果作一定性的瞭解。
第三章實驗結果與討論
圖 3-3(a) Re=1.61×105圓柱分離線油流實驗結果
圖 3-3(b) Re=1.61×105圓柱分離線油流實驗結果 Flow
20o 40o 60o 80o
flow
本計畫亦規劃在後方流場以熱線測速儀做一定量的量測，在熱線量測之前亦先進行 一個油流實驗觀察後方尾流區域大小，其實驗結果如圖 3-4(a,b)所示。圓柱後方的尾流 區域會隨其距離擴散，這提供熱線量測時一個參考，且由結果可以看出在下游約 4～5 倍的特徵長度處為流場的再接觸線，這個結果與文獻中相符合[2,3]。
圖 3-4(a) Re=1.61×105圓柱尾流區油流實驗結果
圖 3-4(b) Re=1.06×105圓柱尾流區油流實驗結果
flow flow
第三章實驗結果與討論
貳、方柱油流實驗
本研究團隊除了對圓柱進行油流實驗以外，亦對不同高寬比的三維方柱進行相關的 油流實驗，所使用的方柱為寬高比為 4 及 6，使用 2 個不同的入口流速進行相關實驗。
圖 3-5 為高寬比為 6 的三維方柱油流流實驗之頂部流場結果，方柱的頂部流場的結果 與圓柱的結果有相當大的差異，圓柱的頂部流場在高雷諾數時明顯的渦流區域，而在 方柱流場結構上則為中間有一明顯的分離線，特別是在雷諾數較高的時候，頂部迎風 線兩端各有一部分的區域受到較強的尖端渦流把表面的白蠟油帶走，而且在頂部尾流 區中會有一個明顯的停滯線，可以觀察到在停滯線兩邊的流場會把油流往兩邊帶。
圖 3-5(a) Re=1.06×105方柱頂部油流實驗結果 Flow
圖 3-5(b) Re=1.63×105方柱頂部油流實驗結果
三維方柱下游流場的油流實驗吾人採用了寬高比為 2、4 及 6 的模型，共計有 2 個 不同的雷諾數，模型安裝的位置在風洞第一測試區之第一迴轉盤上，模型下方安置一 黑色的美耐版，將白蠟油與二氧化鈦粉末的混合液塗在美耐版上進行風洞實驗，其結 果如圖 3-6 所示。
由油流實驗的結果可以觀察得到當雷諾數越高時，方柱後方的尾流區有增大趨 勢，因為本次實驗 2 個雷諾數相差不大故不是很明顯。當高寬比較小時，柱體後方左 右的 2 個渦流會更加明顯，而且更加靠近方柱，其主要原因是因為高寬比越小時，流 體越過頂部更快影響到近地面的流場所造成。
Flow
第三章實驗結果與討論
圖 3-6(a) Re=1.06×105方柱 H=6D 尾流區油流結果
圖 3-6(b) Re=1.63×105方柱（H=6D）尾流區油流結果 FLOW
FLOW
圖 3-6(c) Re=1.06×105方柱（H=4D）尾流區油流結果
圖 3-6(d) Re=1.63×105方柱（H=4D）尾流區油流結果 FLOW
FLOW
第三章實驗結果與討論
圖 3-6(e) Re=1.06×105方柱（H=2D）尾流區油流結果
圖 3-6(f) Re=1.63×105方柱（H=2D）尾流區油流結果 FLOW
FLOW
三維方柱表面油流實驗上，吾人亦進行迎風面流場的實驗，使用的方柱模型為高寬比 為 6 之模型，改變 2 個不同的入口流速，其雷諾數分別為 1.06×105及 1.63×105，所得 到油流結果如圖 3-7 所示。三維圓柱與方柱迎風面流場油流結果有很大的不同，圓柱 有一明顯的停滯線及左右二條分離線，方柱迎風面的停滯線不明顯，其分離線在方柱 兩邊柱體的銳緣(sharp edge)。
圖 3-7(a) Re=1.06×105方柱迎風面油流實驗結果
第三章實驗結果與討論
圖 3-7(b) Re=1.63×105方柱迎風面油流實驗結果
第二節 鈍形體迎風面中心線的表面風壓量測
surface pressure
600
surface pressure
600
第三章實驗結果與討論 3-9 所示，模型架設於第一測試區第二迴轉盤上，由距離頂表面 0.07D（1cm）處開 始以間距 0.03D(5mm)向上量測，最高量測位置分別為 1D 及 2D 的高度，其結果如圖 3-10(a)及圖 3-10(b)所示。由圖上可以看出該處的流場影響的邊界約為 0.3D（大約 為 4～5 公分），可見頂部流場的區域邊界層不大，但是配合油流實驗的結果可以看 出該處流場相當複雜。
圖 3-9 圓柱頂部速度量測實驗示意圖
圖 3-10(a) Re=1.06×105圓柱頂部中心線上 距離端點 0.3D 處所測得的風速分佈
圖 3-10(b) Re=1.63×105圓柱頂部中心線上 距離端點 0.3D 處所測得的風速分佈
Free-end mean velocity
-2
第三章實驗結果與討論