串列方形構(gòu)筑物群繞流及其干擾效應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、多鈍體構(gòu)筑物群體互擾現(xiàn)象在實(shí)際工程中經(jīng)常遇到。當(dāng)多個(gè)鈍體以串列、并列、交錯(cuò)或其他方式排列時(shí)，即使雷諾數(shù)相同，它們的動(dòng)力力學(xué)特性也存在明顯差異。
　　本文詳細(xì)闡述二階CBS（characteristic-based split）流體有限元方法，給出計(jì)算格式，并運(yùn)用此方法對(duì)雷諾數(shù)100不同間距比下（兩方形構(gòu)筑物中心距離與構(gòu)筑物寬度之比）（從1.25到11.0）兩串列方形構(gòu)筑物繞流流場進(jìn)行數(shù)值模擬研究，旨在研究間距比對(duì)其流場特性的影響并

2、找出臨界間距比。當(dāng)間距比2.0≤s≤4.0時(shí)，上游構(gòu)筑物后產(chǎn)生由對(duì)稱停駐渦對(duì)形成的回流區(qū)。當(dāng)s>4.0時(shí)，該回流區(qū)破裂，兩構(gòu)筑物間隙處逐漸產(chǎn)生渦脫落。當(dāng)間距比3.0≤s≤3.5時(shí)，流場為定常流場。兩構(gòu)筑物各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)均在間距比4.5和4.75之間跳躍?？梢哉J(rèn)定，臨界間距比位于4.5和4.75之間。根據(jù)間距比和流場干擾模式，雷諾數(shù)100時(shí)兩串列方形構(gòu)筑物流場的干擾區(qū)域可區(qū)分為：鄰近干擾區(qū)域（s≤4.5）、臨界干擾區(qū)域（4.5

3、）以及尾流干擾區(qū)域（s≥4.75）。
　　對(duì)不同間距比下（從1.5到15.0）串列多方形構(gòu)筑物流場進(jìn)行數(shù)值模擬研究。當(dāng)間距比s≤3.0時(shí)，流場為定常流場。隨著間距比的增大，在最下游構(gòu)筑物后的渦街中的渦中心發(fā)生側(cè)向位移，逐漸偏離水平中心線。當(dāng)間距比很大時(shí)，其尾流區(qū)顯現(xiàn)混沌特性，不再出現(xiàn)平行的2S渦街。各構(gòu)筑物的力學(xué)參數(shù)均會(huì)在某些間距比區(qū)間內(nèi)驟升或驟降。由于受到前一構(gòu)筑物尾流的影響，后一構(gòu)筑物周圍流場特性更為復(fù)雜。各相鄰構(gòu)筑物間的斯托