阶梯形丁坝区明槽紊流脉动流速的空间相关结构*

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛，脉动流速的空间相关结构是紊流相干结构的重要组成，可有效反映阶梯形丁坝区的流场特性。基于阶梯形丁坝区明槽紊流PIV流场测试资料，分析阶梯形丁坝区脉动流速空间自相关结构与互相关结构的分布特性，研究脉动流速空间相关结构沿主流、水深及槽宽方向的变化规律。结果表明：纵向脉动流速自相关系数Cuu与垂向脉动流速自相关系数Cvv均为正值；自相关系数在0.3~0.9区间内的等值线，其分布范围随着水深增加而减小，随着与丁坝距离的增大而增大；近坝区纵、垂向脉动流速互相关系数Cuv与垂、纵向脉动流速互相关系数Cvu云图在丁坝下游约一级丁坝坝长范围内出现基本对称的正负分区现象；一级丁坝附近Cuv及Cvu云图中相关性较强的等值线分布范围在近坝区较大而水槽中心较小；水槽中心附近，脉动流速空间互相关系数绝对值较大的等值线基本分布在二级丁坝上方，Cuv为正，Cvu为负。