繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究

段磊，王國(guó)玉，付細(xì)能

(北京理工大學(xué) 機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院，北京100081)

0 引言

近年來(lái)，隨著超空泡現(xiàn)象被證明可以大幅減小水下航行體的航行阻力，使超空泡航行體獲取超高速的性能，超空泡成為各海軍強(qiáng)國(guó)的研究熱點(diǎn)［1］。文獻(xiàn)［2 -3］指出有2 種方法可達(dá)到超空化:1)自然超空化，通過(guò)提高航行體的速度或者降低環(huán)境壓力2 種途徑可以實(shí)現(xiàn)，但在開(kāi)放水域里環(huán)境壓力不能輕易改變，以現(xiàn)有的科技水平航行體速度也較難提高;2)通氣超空化，即通過(guò)通入不可凝結(jié)氣體的方法形成超空化，相比方法1)，此方法更容易實(shí)現(xiàn)，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)超空泡減阻的主要方法。

通氣空化是一種復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象，涉及到非定常、多相流、可壓縮和相間交換等多個(gè)方面，至今人們還沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)其流動(dòng)機(jī)理，為了揭示這些復(fù)雜現(xiàn)象的規(guī)律，需要進(jìn)行系統(tǒng)的通氣空化兩相流速度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究。粒子圖像測(cè)速技術(shù)由于其無(wú)干擾、瞬時(shí)和全流場(chǎng)精確定量測(cè)量的突出優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于空化兩相流流動(dòng)測(cè)量［4］。Fontecha［5］把空泡作為示蹤粒子，采用數(shù)字式粒子圖像測(cè)速(PIV)技術(shù)對(duì)超空泡的尾跡進(jìn)行了速度測(cè)量，應(yīng)用Hart 算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)此種算法比標(biāo)準(zhǔn)的FFTS 算法更加準(zhǔn)確可以得到更多有效的速度矢量信息，Hart 算法在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)基于空泡的密度梯度而不是空泡的絕對(duì)密度。Martin 等［6］采用PIV 技術(shù)，把自然空化產(chǎn)生的空泡作為示蹤粒子，得到了水翼尾流區(qū)域的時(shí)均速度分布，并采用簡(jiǎn)單有效的Masking 算法對(duì)PIV 圖像進(jìn)行處理，獲得了水翼尾流區(qū)域的瞬時(shí)渦量;文獻(xiàn)［7 -9］把通氣空化產(chǎn)生的空泡作為示蹤粒子，采用PIV 技術(shù)，對(duì)通氣空化尾跡進(jìn)行分析，得到尾流區(qū)域的時(shí)均速度分布和瞬時(shí)渦量分布，并且對(duì)PIV 采集到的圖像進(jìn)行灰度處理得到尾流區(qū)域各個(gè)位置的含氣率。李向賓等［10-11］利用PIV 系統(tǒng)，把自然空化產(chǎn)生的空泡作為示蹤粒子，對(duì)繞Tulin 水翼的速度場(chǎng)行了測(cè)量，得到了水翼在片狀空化、云狀空化以及超空化階段的時(shí)均速度、時(shí)均渦量分布，并對(duì)超空化階段尾流區(qū)域的瞬時(shí)速度、瞬時(shí)渦量以及瞬時(shí)速度梯度進(jìn)行分析。張敏弟等［12］采用PIV 對(duì)空化水翼近壁處空化的流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析，得到了空化區(qū)域的速度場(chǎng)分布。

為了研究繞回轉(zhuǎn)體的通氣超空化的流場(chǎng)，本文利用PIV 系統(tǒng)，結(jié)合高速全流場(chǎng)顯示技術(shù)，觀(guān)測(cè)了繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化空泡發(fā)展的非定常過(guò)程，分析了通氣超空化流場(chǎng)的空泡結(jié)構(gòu);觀(guān)測(cè)了回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域的速度與渦量分布，分析了通氣超空化云霧狀空泡的脫落對(duì)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域的影響。

1 實(shí)驗(yàn)裝置和方法

1.1 空化水洞

文中所有實(shí)驗(yàn)均在循環(huán)式空化水洞中進(jìn)行。如圖1 所示該實(shí)驗(yàn)水洞的簡(jiǎn)圖。

圖1 高速空化水洞簡(jiǎn)圖Fig.1 Schematic diagram of cavitation water tunnel system

基本部件包括實(shí)驗(yàn)段、收縮段、擴(kuò)散段、回水管和進(jìn)水管。收縮段長(zhǎng)1.513 m，擴(kuò)散段長(zhǎng)1.043 m.采用額定轉(zhuǎn)速1 480 r/min、功率55 kW 的電機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)軸流泵驅(qū)動(dòng)水洞內(nèi)的的循環(huán)水流。該泵位于實(shí)驗(yàn)段下方5 m 處，以減小因水泵的空化而對(duì)實(shí)驗(yàn)段的流動(dòng)產(chǎn)生影響。水流速度通過(guò)一臺(tái)交流變頻器來(lái)調(diào)節(jié)，控制精度達(dá)0.01 Hz. 水洞實(shí)驗(yàn)段的最大流速可達(dá)到20 m/s ，常用工作速度為10 m/s. 采用PIV和高速全流場(chǎng)顯示技術(shù)測(cè)定水洞工作段穩(wěn)定速度u∞的范圍為4.68 ～12.78 m/s，水速穩(wěn)定性系數(shù)為0.71% ～1.93%，水洞降壓維持能力為1.11% ～12.83%. 實(shí)驗(yàn)段上游有一體積為11 m3的大型水罐用來(lái)分離水流中可能包含的游離型氣泡和實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣泡。罐的上部與一真空泵相連以控制系統(tǒng)中的壓力，真空度調(diào)節(jié)范圍為0 ～0.095 MPa，控制精度達(dá)0.005 MPa. 在罐的出口于實(shí)驗(yàn)段之間安裝有一直角導(dǎo)流柵和一直線(xiàn)導(dǎo)流柵以減小水流的紊動(dòng)度。實(shí)驗(yàn)用水為城市用自來(lái)水，使用前在地下蓄水池中已存放一定時(shí)間，這樣可使水中所含氣體充分溢出，保證了水中含氣量和空化核子分布基本恒定。同時(shí)該水洞還配備了電磁流量計(jì)(精度等級(jí)0.5%)、扭矩儀、真空揚(yáng)程儀等設(shè)施。水洞實(shí)驗(yàn)段為700 mm×70 mm ×190 mm 長(zhǎng)方體形，其上部、下部和前側(cè)面分別裝有3 個(gè)高強(qiáng)度有機(jī)玻璃窗，以觀(guān)察水洞中的流場(chǎng)情況，如圖2 所示為回轉(zhuǎn)體在水洞中的安裝示意圖。其中:L 為回轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度，D 為回轉(zhuǎn)體的直徑。

圖2 通氣空化模型在實(shí)驗(yàn)段安裝位置示意圖Fig.2 Installation position of ventilated cavity model in the experimental section of cavitation water tunnel system

1.2 通氣空化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎脠A頭回轉(zhuǎn)體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎脗?cè)支撐固定。如圖3 所示，為了避免尾部產(chǎn)生的自然空化對(duì)通氣空化尾流的影響，把回轉(zhuǎn)體尾部設(shè)計(jì)成收縮段。

圖3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ虵ig.3 The experimental model

1.3 測(cè)量裝置

如圖4(a)所示為高速全流場(chǎng)顯示系統(tǒng)布置圖。該系統(tǒng)由3 臺(tái)鏑燈、1 臺(tái)高速攝像機(jī)和1 臺(tái)用于顯示儲(chǔ)存實(shí)時(shí)圖像的計(jì)算機(jī)組成。其中3 臺(tái)鏑燈功率均為1 kW，分別用做主輔光源。高速攝像機(jī)型號(hào)為HG-LE，采用CMOS 傳感器為記錄介質(zhì)，最高采集頻率可達(dá)105 幀/s，完全可以滿(mǎn)足瞬時(shí)通氣空化流動(dòng)形態(tài)采集的需要。

如圖4(b)所示為PIV 粒子測(cè)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)由2 臺(tái)50 mJ Nd:YAG 脈沖激光器、1 套分辨率為1 024像素×1 024 像素跨幀CCD 相機(jī)及1 臺(tái)同步器組成，測(cè)量精度為0.5% ～2%. PIV 系統(tǒng)放置在實(shí)驗(yàn)段的前側(cè)面，激光片光源從下部射入，照亮測(cè)量位置斷面，采集相關(guān)圖像。

將PIV 應(yīng)用于通氣超空化尾流流動(dòng)的測(cè)量，存在2 個(gè)問(wèn)題:1)示蹤粒子的跟隨性:粒子必須有足夠小的直徑以及與液(氣)體相近的密度;2)通氣超空化空泡尾流區(qū)域不規(guī)則的氣液界面會(huì)導(dǎo)致示蹤粒子反射的激光片光的散射，從而造成誤判讀。

圖4 實(shí)驗(yàn)裝置布局簡(jiǎn)圖Fig.4 Schematic diagrams of experimental setup

圖5 繞回轉(zhuǎn)體通氣空化尾流區(qū)域PIV 圖像細(xì)節(jié)Fig.5 Detail of typical PIV image in the bubbly wake of ventilated cavity around a cylinder

采用播撒固態(tài)示蹤粒子的方法觀(guān)測(cè)，由于粒子不能進(jìn)入空泡區(qū)域，只能研究通氣空化尾流區(qū)域以外的流動(dòng)狀態(tài)，而不能顯示通氣空化尾流區(qū)域的流動(dòng)。如圖5 繞回轉(zhuǎn)體通氣空化尾流區(qū)域PIV 圖像細(xì)節(jié)所示。由于通氣超空化尾流區(qū)域內(nèi)存在大量的氣泡，采用氣泡作為示蹤粒子，使得通氣超空化尾流區(qū)域流動(dòng)結(jié)構(gòu)的測(cè)量成為可能。同時(shí)由于其良好的跟隨性，也很好地解決了播撒固態(tài)示蹤粒子所帶來(lái)的問(wèn)題。

本文定義了通氣率Qven、弗洛德數(shù)Fr、雷諾數(shù)Re 三個(gè)無(wú)量綱數(shù):

式中:Qin為通氣量;v 為來(lái)流速度;D 為回轉(zhuǎn)體直徑;g 為重力加速度;υ 為水的運(yùn)動(dòng)粘性。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 通氣超空化流場(chǎng)形態(tài)

如圖6 所示實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到的不同工況下的繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化的空泡形態(tài)。其中圖6(a)為Re=1.0 ×105，F(xiàn)r =11.5 不同通氣率下的通氣超空化的空泡形態(tài);圖6(b)為Re =1.5 ×105，F(xiàn)r =14.5不同通氣率下的通氣超空化的空泡形態(tài);圖6(c)為Re=2.0 ×105，F(xiàn)r =19.5 不同通氣率下的通氣超空化的空泡形態(tài)。如圖7 所示通氣超空化空泡結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6 和圖7 所示，當(dāng)出現(xiàn)超空化現(xiàn)象時(shí)，空泡區(qū)域內(nèi)前端為透明氣相區(qū)，尾部是氣相和水氣相的兩相混合區(qū)，形成云霧狀空泡，在回轉(zhuǎn)體尾緣處出現(xiàn)脫落空泡團(tuán)。

圖6 不同通氣率下超空化空泡形態(tài)Fig.6 The shapes of ventilated cavities at different ventilation flow rates

為了深入研究繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化發(fā)展的非定常過(guò)程，如圖8 所示Re =2.0 ×105，F(xiàn)r =19.5，Qven=0.30，即出現(xiàn)超空化現(xiàn)象時(shí)，繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化空泡發(fā)展的非定常過(guò)程。在通氣超空化空泡發(fā)展的整個(gè)過(guò)程中，空泡區(qū)域內(nèi)前部流場(chǎng)比較平穩(wěn)，為穩(wěn)定的透明氣相區(qū);在空穴的尾部旋渦結(jié)構(gòu)，此旋渦結(jié)構(gòu)與主流相互作用產(chǎn)生大尺度的空泡云脫落，形成空泡尾跡。在整個(gè)脫落過(guò)程中激發(fā)了多種尺度旋渦結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展，直接對(duì)回轉(zhuǎn)體尾流速度場(chǎng)以及通氣超空化空泡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了很大的影響。因此，將采用PIV 技術(shù)，對(duì)繞圓頭回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域的單相流場(chǎng)和通氣超空化流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，研究了通氣超空化現(xiàn)象的產(chǎn)生對(duì)尾流速度場(chǎng)的影響。

2.2 通氣超空化流場(chǎng)特性

圖7 通氣超空化空泡結(jié)構(gòu)示意圖Fig.7 Schematic diagram of ventilated supercavity

通氣超空化云霧狀空泡的脫落對(duì)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域流場(chǎng)結(jié)構(gòu)有較大影響。對(duì)比分析Fr =19.5，Re =2.0 ×105，不通氣率和Qven均為0.30，即出現(xiàn)通氣超空化現(xiàn)象時(shí)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域的流場(chǎng)分布。如圖9所示回轉(zhuǎn)體尾流的PIV 測(cè)量區(qū)域示意圖，測(cè)量的矩形區(qū)域長(zhǎng)100 mm，寬50 mm.

圖8 繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化空泡發(fā)展的非定常過(guò)程(Fr=19.5，Re=2.0 ×105，Qven =0.30)Fig.8 The unsteady process of development of ventilated supercavity around hemisphere cylinder(Fr=19.5，Re=2.0 ×105，Qven =0.30)

2.2.1 速度分布

如圖10 和圖11 所示，分別給出了不通氣和Qven為0.30 情況下回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域瞬時(shí)速度云圖。可以看出:當(dāng)Qven=0.30 時(shí)，在回轉(zhuǎn)體尾緣處始終存在一個(gè)低速區(qū)域，隨著空泡沿著主流方向的不斷發(fā)展，在流場(chǎng)的下游也將出現(xiàn)一個(gè)低速區(qū)域;而當(dāng)不通氣時(shí)，流場(chǎng)中的低速區(qū)域只有一個(gè)，始終位于回轉(zhuǎn)體尾緣處，隨著時(shí)間的變化低速區(qū)域的范圍發(fā)生改變。

圖9 回轉(zhuǎn)體尾流的PIV 測(cè)量區(qū)域示意圖Fig.9 PIV measurement position in the wake

為了深入研究在整個(gè)通氣超空化過(guò)程空泡團(tuán)脫落對(duì)尾流區(qū)域速度場(chǎng)的影響，如圖12 所示在不通氣和Qven為0.30 時(shí)，回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域的時(shí)均速度云圖?？梢?jiàn)，在不通氣和Qven為0.30 二種情況下，速度分布相似，都可以分為2 個(gè)區(qū)域:1)在回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域，速度明顯低于主流區(qū)，且存在較大的速度梯度，稱(chēng)此速度劇烈變化的區(qū)域?yàn)榈退俑呙}動(dòng)區(qū);2)其他區(qū)域，則基本沒(méi)有大的速度波動(dòng)，流場(chǎng)受回轉(zhuǎn)體影響較小，故稱(chēng)此區(qū)域?yàn)橹髁鲄^(qū)。當(dāng)Qven為0.30 時(shí)，通氣超空化現(xiàn)象的產(chǎn)生對(duì)回轉(zhuǎn)體尾部流場(chǎng)的速度分布產(chǎn)生了較大的影響，在通氣超空化階段，回轉(zhuǎn)體尾部存在大尺度空泡團(tuán)的旋渦脫落現(xiàn)象，并逐漸向下游運(yùn)動(dòng)形成空化尾跡，低速區(qū)域上移，而且范圍明顯增大。

為了給出更直觀(guān)的時(shí)均速度分布對(duì)比，在不通氣和Qven為0.30 的情況下，提取了如圖13 所示的一組特定截面上的時(shí)均速度分布。所取截面的位置，以回轉(zhuǎn)體后緣頂點(diǎn)所在截面為起始，分別距其水平距離為x=10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm 和60 mm. 如圖14 所示，給出了在不通氣和Qven為0.30 時(shí)，不同截面位置時(shí)均速度分布對(duì)比?？砂l(fā)現(xiàn):無(wú)論通氣與否，不同截面位置處都存在速度突變點(diǎn)和波谷狀的低速區(qū)域;當(dāng)Qven為0.30 時(shí)即通氣超空化階段，相較于不通氣流場(chǎng)，曲線(xiàn)下方速度突變點(diǎn)的位置基本一致，上方速度突變點(diǎn)的位置比不通氣時(shí)靠上，是由云霧狀空泡小幅度上漂造成的;各個(gè)截面處的速度較小，而且波谷狀的低速區(qū)域所占面積較大，即低速區(qū)域的范圍較大。

圖10 不通氣時(shí)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域瞬時(shí)速度云圖(t 單位:ms)Fig.10 The instantaneous velocity distributions in the wake under no-ventilated condition (time unit:ms)

圖11 Qven為0.30 時(shí)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域瞬時(shí)速度云圖(t 單位:ms)Fig.11 The instantaneous velocity distributions in the wake when Qven =0.30 (time unit:ms)

圖12 回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域時(shí)均速度云圖Fig.12 The time-averaged velocity distributions in the wake

2.2.2 渦量分布

渦量來(lái)源于流場(chǎng)存在的速度梯度，是描述有旋流動(dòng)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量，在通氣空化現(xiàn)象中，涉及到流動(dòng)分離、空泡團(tuán)的脫落等情況，對(duì)渦量進(jìn)行分析具有重要的意義。如圖15 和圖16 所示分別給出了不通氣和Qven為0.30 情況下，回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域流場(chǎng)的z 向瞬時(shí)渦量云圖，z 向渦量定義為

圖13 各截面位置示意圖Fig.13 Positions of the different cross sections

圖14 在不通氣和Qven為0.30 時(shí)不同截面位置時(shí)均速度分布Fig.14 The time-averaged velocity distributions at the different cross sections

圖15 不通氣時(shí)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域瞬時(shí)渦量云圖(t 單位:ms)Fig.15 The instantaneous vorticity distributions in wake without ventilating (time unit:ms)

圖16 Qven為0.30 時(shí)回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域瞬時(shí)渦量云圖(t 單位:ms)Fig.16 The instantaneous vorticity distributions in wake for Qven =0.30 (time unit:ms)

由圖15 和圖16 可看出:不論通氣與否，在各個(gè)時(shí)刻，回轉(zhuǎn)體的尾流區(qū)域都存在不斷變化的上下渦旋方向相反的渦量團(tuán)，并且上渦量團(tuán)的渦旋方向?yàn)轫槙r(shí)針，下渦量團(tuán)的渦旋方向?yàn)槟鏁r(shí)針;在Qven為0.30 情況下，與不通氣情況相比，不僅在回轉(zhuǎn)體尾緣處存在渦旋方向相反的渦量團(tuán)，而且隨著空泡不斷向下游發(fā)展，在流場(chǎng)的下游也會(huì)產(chǎn)生渦旋方向相反的渦量團(tuán)。

為了深入研究在整個(gè)通氣超空化過(guò)程空泡團(tuán)脫落對(duì)尾部渦量場(chǎng)的影響，如圖17 所示，給出了回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域時(shí)均渦量云圖。可見(jiàn):無(wú)論通氣與否，渦量主要集中在回轉(zhuǎn)體后部的剪切層所在區(qū)域，并形成渦帶，且上下渦旋向相反。通氣超空化尾流區(qū)域云霧狀空泡的產(chǎn)生與發(fā)展對(duì)回轉(zhuǎn)體尾緣的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)存在很重要的影響，當(dāng)Qven為0.30時(shí)，相較于不通氣流場(chǎng)，上下渦帶隨著空泡區(qū)域的延伸而向后拉長(zhǎng)，作用范圍亦逐漸擴(kuò)大，渦量聚集區(qū)由最初的渦帶轉(zhuǎn)化為大渦量團(tuán)的分散分布，并逐漸向下游耗散。

圖17 回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域時(shí)均渦量云圖Fig.17 The time-averaged vorticity distributions in the wake

為了給出更直觀(guān)的時(shí)均渦量分布對(duì)比，圖18 給出了在不通氣和Qven為0.30 時(shí)，不同截面位置時(shí)均渦量分布對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn):無(wú)論通氣與否，不同截面位置處都存在波谷狀的負(fù)渦量區(qū)域和波峰狀的正渦量區(qū)域;當(dāng)Qven為0.30 時(shí)即通氣超空化階段，在x=10 mm 截面處，波峰狀的正渦量區(qū)域與不通氣時(shí)基本一致，波谷狀的負(fù)渦量區(qū)域比不通氣時(shí)稍大，正負(fù)渦量的最大值都比不通氣時(shí)稍小;在x =30 mm、40 mm、50 mm 和60 mm 截面處，無(wú)論是波峰狀的正渦量區(qū)域還是波谷狀的負(fù)渦量區(qū)域，都明顯比不通氣時(shí)要大的多，而且正負(fù)渦量的最大值都要比不通氣時(shí)大;這表明通氣超空化大尺度的云霧狀空泡脫落，可以使回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域上下渦帶延伸而向后拉長(zhǎng)，作用范圍亦逐漸擴(kuò)大。

圖18 在不通氣和Qven為0.30 時(shí)不同截面位置時(shí)均渦量分布對(duì)比Fig.18 The time-averaged vorticity distributions at the different cross sections

3 結(jié)論

本文采用PIV 系統(tǒng)和高速全流場(chǎng)顯示技術(shù)，觀(guān)測(cè)了繞圓頭回轉(zhuǎn)體通氣超空化的尾跡流場(chǎng)，得到以下結(jié)論:

1)在通氣超空化空泡發(fā)展的整個(gè)過(guò)程中，空泡區(qū)域內(nèi)前部流場(chǎng)比較平穩(wěn)，為穩(wěn)定的透明氣相區(qū);回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域是氣相和水氣兩相混合區(qū)，空泡尾流區(qū)存在明顯的旋渦結(jié)構(gòu)，此旋渦結(jié)構(gòu)與主流相互作用產(chǎn)生大尺度的空泡云脫落，最終形成超空化尾跡。

2)大尺度的云霧狀空泡脫落對(duì)回轉(zhuǎn)體尾部流場(chǎng)有較大影響，與不通氣相比，使回轉(zhuǎn)體尾流區(qū)域低速區(qū)域的范圍明顯增大，且低速區(qū)域內(nèi)各個(gè)截面上的速度明顯減小;上下渦量帶隨著空泡區(qū)域的延伸而向后拉長(zhǎng)，作用范圍亦逐漸擴(kuò)大，渦量聚集區(qū)由最初的渦量帶轉(zhuǎn)化為大渦量團(tuán)的分散分布，并逐漸向下游耗散。

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