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特征线算子分裂有限元的圆柱绕流大涡模拟

发布时间:2018-01-15 17:02

  本文关键词:特征线算子分裂有限元的圆柱绕流大涡模拟 出处:《水利水电科技进展》2017年02期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:为研究圆柱绕流流场特性,将大涡模拟与特征线算子分裂有限元相结合,建立了大涡模拟特征线算子分裂有限元模型,对单圆柱和串列双圆柱绕流问题进行了数值模拟,所得结果与现有研究结果吻合较好。模拟结果表明:对单圆柱绕流,随着雷诺数的增大,圆柱近尾流区上下交替的涡旋逐渐靠近通过圆柱几何中心的水平线,且涡脱落位置逐渐靠近圆柱。对Re=1 000的串列双圆柱绕流,临界间距在圆柱直径的2.25~2.5倍之间;当两圆柱间距小于临界间距时,上游圆柱后方无明显涡旋脱落,间隙处压力较稳定;大于临界间距时,有涡旋脱落,上游圆柱尾流区上下表面交替出现强负压区。
[Abstract]:In order to study the characteristics of the flow field around a cylinder, a split finite element model of the characteristic line operator for large eddy simulation is established by combining the large eddy simulation with the characteristic line operator splitting finite element method. Numerical simulation of the flow around a single cylinder and a tandem double cylinder is carried out, and the results are in good agreement with the existing results. The simulation results show that the Reynolds number increases with the increase of Reynolds number for the flow around a single cylinder. The alternating eddies in the region near the wake of the cylinder gradually approach the horizontal line passing through the geometric center of the cylinder, and the vortex shedding position is gradually near the cylinder. The critical spacing is between 2.25 and 2.5 times the diameter of the cylinder. When the distance between the two cylinders is less than the critical distance, there is no obvious vortex shedding behind the upstream cylinder, and the pressure at the gap is relatively stable. When the critical distance is larger than the critical distance, vortex shedding, and the upper and lower surface of the upstream cylinder wake alternately appear strong negative pressure region.
【作者单位】: 西南科技大学环境与资源学院;
【基金】:四川省教育厅科研项目(16CZ0013) 绵阳市科技计划项目(14S-02-6) 西南科技大学研究生创新基金(14YCXJJ0039)
【分类号】:O357.5
【正文快照】: 湍流是流体运动中的常见现象,随着计算机设备性能的不断提高,数值试验广泛应用于湍流的研究中。目前研究湍流的数值方法主要有直接数值模拟[1]、雷诺时均模拟[2]和大涡模拟(large eddysimulation,LES)[3]3种,其中大涡模拟由于计算精度较高和计算量较小而被认为是最具潜力的方

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