圓柱群繞流的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、圓柱繞流問題廣泛存在于工程實(shí)際中。流體流經(jīng)圓柱形構(gòu)筑物時(shí)，構(gòu)筑物后方會(huì)產(chǎn)生卡門渦街，并伴隨周期性的阻力和升力震蕩，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起構(gòu)筑物的共振破壞。本文對(duì)多圓柱柱群繞流問題進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，研究內(nèi)容著重于柱群后方的整體流態(tài)及柱群受到的總升阻力。
　　本次研究的柱群由19個(gè)相同的小圓柱組成，實(shí)驗(yàn)中對(duì)五種不同直徑比的柱群尾流進(jìn)行了定點(diǎn)流速的測(cè)量，給出了尾流縱向和橫向部分?jǐn)嗝娴乃俣确植己屯牧鲝?qiáng)度分布，并計(jì)算了尾流中的脫渦頻率。使

2、用流動(dòng)可視化方法研究了尾流表面流場(chǎng)和間隙流流動(dòng)規(guī)律。對(duì)應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)建立了數(shù)值模型，按照相同的邊界條件對(duì)實(shí)驗(yàn)中的工況進(jìn)行了模擬，給出了柱群尾流的渦量分布圖，并對(duì)柱群中每一個(gè)圓柱進(jìn)行了升阻力系數(shù)的監(jiān)控。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小直徑比柱群的尾流中剪切層按固定頻率脫落，流動(dòng)類似于單柱繞流。大直徑比柱群尾流中不存在以固定頻率脫落的剪切層，但其總升阻力系數(shù)卻隨時(shí)間呈周期性變化，其尾流流速恢復(fù)慢，對(duì)周邊自由流的卷吸作用小。
　　最后，本文通過改變雷諾數(shù)，對(duì)不同