阻流比和長徑比對低雷諾數圓柱繞流尾跡演化的影響研究.pdf

1、在一定條件下，流體繞流非流線型物體時會產生旋渦脫落，旋渦脫落是復雜的非線性流動，部分流動機理尚未被完全認識清楚，此外旋渦脫落導致鈍體受到周期性變化力的作用，可能引起鈍體振動，對工業(yè)設備造成不良后果，因此對鈍體繞流的研究既具有重要學術價值又對提高工業(yè)設備的穩(wěn)定性具有重要現(xiàn)實意義。
　　本文以平行壁面間二維圓柱繞流和矩形管道內三維圓柱繞流為研究對象，通過數值模擬的方法，研究了二維情況下阻流比對圓柱繞流尾跡轉捩與演化、雙子渦渦長和分離角

2、、圓柱表面受力分布以及旋渦脫落特征參數的影響;對矩形管道內的三維圓柱繞流主要研究了長徑比和阻流比對尾跡演化、旋渦脫落特征參數和分離角以及圓柱表面受力的影響。本文完成的主要研究工作和取得的成果如下:
　　(1)建立能夠模擬圓柱繞流的數值模型。根據圓柱繞流尾跡特性采用多塊O型網格，動量方程采用QUICK離散格式，壓力項離散格式采用Standard離散格式，壓力速度耦合算法采用SIMPLEC算法，對圓柱繞流進行了模擬，計算結果與前人研究

3、結果吻合較好。
　　(2)對阻流比β在0.025-0.588范圍內平行壁面間的圓柱繞流進行了數值模擬。結果表明:阻流比β在0.025-0.588范圍內，尾跡轉捩的臨界雷諾數隨阻流比增大;雙子渦渦長隨阻流比減小;斯特勞哈爾數St隨阻流比增大，當阻流比達到0.5時斯特勞哈爾數St達到最大值，后又隨阻流比減小;平均阻力系數CDavg隨阻流比增大;升力系數均方根值CLrms先隨阻流比增加，阻流比達到0.2時其達到最大值，阻流比在0.2-0

4、.5范圍時，隨阻流比減小，阻流比超過0.5后，又隨阻流比增加。
　　(3)對長徑比γ在10-35和阻流比β在0.025-0.1范圍內矩形管道內的圓柱繞流進行了模擬。結果表明:當阻流比β=0.1時，長徑比γ在10-35范圍內斯特勞哈爾數St先隨長徑比減小，當長徑比到達20時，斯特勞哈爾數St也達到最小，后又隨長徑比增加;阻力系數均值CDavg隨長徑比減小;升力系數均方根值CLrms先隨長徑比減小，當長徑比到達20時，其達到一最小值，