第三章 實驗結果
3.4 往復式動量注入/吸出
3.4.1 流場可視化觀察
本實驗除了單獨注入/吸出動量於單圓柱後尾流流場，更進一步採
用往復振盪的噴流的方式，並以調整不同的頻率與振幅，期達到建設 性或破壞性的干涉，以改變圓柱後尾流場。
由圖3.4-1 至圖 3.4-4 在 f
os
=0.3HZ 往復動量圓柱後尾流流場觀 測，可看出往復動量注入激擾大致過程，都是由圓柱後下方先產生渦 漩，再慢慢被拉伸，因噴出動量注入碰擊此，使之脫離獨立渦流，可 看見此下方渦流被噴出之動量激擾衝而破壞，當動量噴出後，隨即圓柱管表面狹縫吸入相同頻率且等量動量於圓柱管內，造成圓柱後上方 欲產生渦漩被此吸入動量往下拉扯運動，而後被吸入狹縫內，使得圓 柱後上方渦漩形狀比先前更為縮小，如此不斷往復動量注入下，激擾 於產生渦漩尾流區去破壞原本圓柱後尾流規律性頻率所產生之渦漩 剝離。由圖3.4-5 至圖 3.4-8 在 f
os
=0.5HZ 往復動量圓柱後尾流流場觀 測，可發現當不斷增加動量激擾頻率，圓柱後尾流區渦漩剝離頻率會 相對於動量激擾頻率增加而相對降低，此現象會與Hot-Film probe 所 量測到渦漩剝離頻率趨勢一致。再由上述往復動量圓柱尾流流場影像 圖中，觀察發現當增加動量激擾頻率後，圓柱後尾流區之渦漩寬度有 稍微變大之趨勢，說明隨動量激擾頻率增加，圓柱後尾流區之渦漩剝 離遭受到破壞所發生之時間減少，以致當渦漩還未遭受到較多破壞其 剝離尾流，下一個噴入或吸入的動作又接著而來，造成圓柱後尾流區 遭受到較少破壞，以致圖形中煙線所顯示，發現影像邊緣化之圖形，是相對於較少之動量激擾頻率來的混亂。由上述之圖也可發現，當圓 柱後的尾流渦漩剝離隨Re 愈大，除了其尾流渦漩剝離也往愈下游產 生，而且其所遭受到破壞之圓柱後尾流區也往愈下游發生。
圖3.4-9 至圖 3.4-16 之相對應於流場的速度頻譜圖，由上述頻譜 得知，尾流場中的主要頻率為往復式干擾的頻率所主宰。從流場控制 觀點，我們可以藉由干擾的頻率，調整流場中的主要頻率。
3.4.2 紊流強度
由圖3.4-17 至圖 3.4-20 所示於不同 Re 下，往復動量注入圓柱尾 流流場於Y-方向之紊流強度分佈，可發現圖中(
U j
/U up
=0)之速度擾 動值分佈都比圖中其他的U / j U up
值之速度擾動值來得高，顯然在未注 入圓柱後尾流流場之紊流強度是較大的，在固定噴吸動量下，隨著不 斷增加往復動量激擾頻率於圓柱後尾流流場，則紊流強度值是較為下 降的。因此，尾流流場之紊流強度可以此干擾得到抑制。由於增加往 復動量激擾頻率於圓柱尾流區，使得原來較高的不穩定之紊流強度分 佈，能得到相較於原來穩定的流場，並從圖中可了解往復動量注入圓 柱尾流流場於Y-方向速度擾動值之紊流強度分佈，在區域-1.0≦Y/D≦1.0 處為大略凸起之位置，為往復動量激擾下紊流強度值較大分佈 之主要區域。
3.4.3 速度分佈
由圖3.4-21 至圖 3.4-24 於不同 Re 下往復動量注入圓柱尾流流場 於Y-方向的平均速度分佈，可發現有往復干擾之尾流在區域-0.6≦
Y/D≦0.6 處平均速度有上揚趨勢，其中 f
os
=0.5HZ 之速度分佈曲線高 於fos
=0.3HZ，由結果懷疑可能是往復之噴吸注入運動，可會使尾流 區後類似有一種突然但連續的拉扯運動，以至速度分佈曲線和只有穩定注入動量之速度分佈曲線有著不同，但都比圖中