Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη της ροής κατάντη ανάποδου
σκαλοπατιού ύψους h = 41mm (ER = 1.22, AR = 10.2, Reh ≈ 10500)
σε συνθήκες ελεύθερης ροής, καθώς και ροής διεγερμένης από συνεχείς
και παλλόμενες δέσμες 2 και 10 Hz, εξερχόμενες από το σκαλοπάτι.
Για το σκοπό αυτό έγιναν μετρήσεις σε αεροδυναμική σήραγγα, με τη
χρήση της μεθόδου Stereo-PIV. Σε όλες τις περιπτώσεις μελετήθηκαν οι
τρεις συνιστώσες της ταχύτητας σε επίπεδα κάθετα στη ροή, σε απο-
στάσεις 0.25, 0.5, 0.75 και 1h, ενώ στις περιπτώσεις παλλόμενων δε-
σμών μελετήθηκαν οι χρονικές στιγμές 20, 35, 45, 65 και 85 ms μετά
την εντολή για άνοιγμα των οπών των δεσμών. Αναλύθηκε η συμπερι-
φορά τριών δεσμών και της περιοχής ανακυκλοφορίας βάσει των μέ-
σων πεδίων ταχυτήτων, αλλά και των στιγμιοτύπων, μέσω της μεθόδου
POD. Oι δέσμες παρουσίασαν μεγαλύτερη διάχυση από τη συναντώ-
μενη στη βιβλιογραφία, μη αξονοσυμμετρική μορφή και ανομοιόμορφα
χαρακτηριστικά. Στις περιπτώσεις με παλλόμενη διέγερση η ροή ήταν
κατα βάση αξονοσυμμετρική, ενώ στη συνεχή διέγερση η ροή έχανε την
αξονοσυμμετρία της και παρουσίαζε τρισδιάστατα χαρακτηριστικά. Το
μέσο ύψος της περιοχής ανακυκλοφορίας εμφάνιζε μείωση της τάξης
του 15% στις περιπτώσεις που η ροή διεγειρόταν από παλλόμενες δέ-
σμες με συχνότητα 10Hz και από συνεχείς δέσμες, σε σχέση με την
ελεύθερη ροή. Αντίθετα, η συχνότητα διέγερσης των 2Hz είχε μειωμένη
επίδραση στο μέσο ύψος της περιοχής ανακυκλοφορίας. Αυτό γινόταν
πιο εμφανές μετά την κατάντη απόσταση 0.75h, όπου το ύψος έπαιρνε
τιμές παρόμοιες με αυτές στην περίπτωση χωρίς διέγερση.
This Diploma Thesis examines experimentally the flow over a backward
facing step h = 41mm (ER = 1.22, AR = 10.2, Reh ≈ 10500) under different
cases: unforced and forced flow excited from pulsating jets of 2 and 10
Hz, and steady jets. Stereo-PIV measurements of the 3-D velocity field
where carried out in planes perpendicular to the flow, in longitudinal
distances of 0.25, 0.5, 0.75 and 1h. The bahaviour of the jets and the
recirculation region was analysed in all cases, using ensable averaging
and POD analysis of the snapshots. The jets presented high diffusion,
non-axisymmetric shape and non-uniform characteristics. The flow was
3-D in the case of steady excitation, influenced by the jets. In all other
cases the flow retained its axisymmetry. There was a decrease of about
15% of the mean height of the recirculation zone in the cases of pulsating
excitation of 10 Hz and steady excitation compared to the unforced case.
On the contrary, the puslating frequency of 2 Hz had poorer influence
on the height of the recirculation zone. This was more obvious after the
longitudinal distance of 0.75h, where the height of the recirculation zone
had similar values to that of the unforced case.