基于间断有限元方法的并列圆柱层流流动特性
本文选题:间断有限元 切入点:曲面边界 出处:《物理学报》2016年08期 论文类型:期刊论文
【摘要】:基于高阶的间断有限元方法,数值模拟低马赫数下并列圆柱的可压缩层流流动,捕捉并列圆柱流场中的漩涡结构,以便分析并列圆柱尾流的流动特性.针对二维圆柱的边界形式,采用曲边三角形单元构造二维圆柱的曲面边界,以适应高阶离散格式的精度.在验证方法合理性的基础上,分析圆柱间距及雷诺数对漩涡脱落及受力特性的影响规律.研究结果表明:并列圆柱的间距是影响流场流动特性的一个主要因素,它会改变圆柱漩涡脱落的形式.随着圆柱间距的增加,上下圆柱的平均阻力系数及平均升力系数的绝对值随之显著下降.雷诺数对于平均阻力系数的影响相对较小.但随着雷诺数的增加,上下圆柱的平均升力系数会随之降低,而漩涡的脱落频率会随之增大.
[Abstract]:High order discontinuous finite element method based on the numerical simulation of low Maher number of circular cylinder compressible laminar flow capture vortex structure in the flow field of the cylindrical coordinate, in order to analyze the flow characteristics of parallel cylindrical wake flow. The two-dimensional cylindrical boundary form, the surface boundary curve triangle unit structure of two-dimensional cylinder, in order to meet the precision high order discrete format. The verification method based on the reasonable analysis of cylinder spacing and Reynolds number on the influence of vortex shedding and force characteristics. The research result shows that the spacing of circular cylinder is one of the main factors influencing the flow field flow characteristics, it will change the cylindrical vortex shedding form. With the increase of column spacing the absolute value of the average drag coefficient on the cylinder and the average lift coefficient was decreased. The Reynolds number effect on the average drag coefficient is relatively small but with Reynolds. With the increase of the number, the average lift coefficient of the upper and lower cylinders will decrease and the vortex shedding frequency will increase.
【作者单位】: 哈尔滨工程大学船舶工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:U1430236;51479041)资助的课题~~
【分类号】:O357.1
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