實驗研究圓柱間調制庫耶流之不穩定

Abstract

本研究是以實驗方法探討圓柱間調制庫耶流的穩定性，內圓柱半徑為 29mm，以調制型的角速度轉動。外圓柱半徑為 60mm 並保持靜止。半徑比 為 0.4833 ，展弦比為 h=24 ，工作流體為矽油與機油。實驗中調制之範 圍在 0∼1 之間，無因次調制頻率在 0.02∼150，採用流場觀察法與光學 量測法來判斷流場的穩定。實驗結果發現在大部份的頻率範圍，調制作用 會使得流場更不穩定，實驗結果與楊慶泰(1995)的理論結果有相同的趨勢 。在高頻時穩定臨界值會趨近但略低於無調制作用時的臨界值，此時調制 對流場會有些微的不穩化作用，中高頻時流場穩定臨界值會隨著調制條件 的改變而有顯著的變化，穩定臨界值會隨著頻率的題高而上升到無調制時 的穩定臨界值附近。低頻時流場的穩定性主要是決定於振幅的大小，振幅 愈大穩定臨界值愈低，流場不穩定化的程度愈強，在極低頻時實驗趨勢如 同前人的理論分析，穩定值會趨近到無調制時的 1/(1+ε)。