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基于Transition SST模型的高雷诺数圆柱绕流数值研究

发布时间:2018-03-22 00:03

  本文选题:圆柱绕流 切入点:Transition 出处:《北京航空航天大学学报》2017年02期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为了研究高雷诺数下圆柱绕流边界层的转捩现象和圆柱尾迹近壁区的流动特征,首先通过在典型雷诺数下采用Transition SST四方程转捩模型模拟圆柱绕流得到的结果与实验结果及采用SST k-ω两方程湍流模型模拟结果的对比分析,验证了Transition SST模型在模拟高雷诺数下圆柱绕流的优越性,并较为准确地预测出了圆柱绕流边界层的转捩现象及尾迹近壁区的流动特征。然后分别对亚临界区、临界区、超临界区和过临界区的圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析了不同雷诺数下圆柱绕流的流场结构及圆柱表面压力系数、摩擦力系数的变化规律,研究了圆柱绕流近壁区的流动特征、边界层转捩的流动机理、转捩位置及其随雷诺数的变化规律。结果表明,亚临界区二维圆柱绕流边界层发生层流分离,无分离泡和转捩现象;临界区和超临界区二维圆柱绕流边界层先产生了分离泡现象,之后流动发生了转捩并在转捩后发生湍流分离;过临界区二维圆柱绕流边界层流动在转捩之后发生湍流分离,无分离泡现象;在临界区、超临界区和过临界区,二维圆柱绕流边界层转捩位置随雷诺数增大向前驻点移动。
[Abstract]:In order to study the transition phenomenon around the boundary layer of a cylinder at high Reynolds number and the flow characteristics of the cylinder wake near the wall, Firstly, the results obtained by using Transition SST four-equation transition model to simulate the flow around a cylinder under typical Reynolds number are compared with the experimental results and the results of turbulent simulation with SST k- 蠅 two-equation turbulence model. The superiority of the Transition SST model in simulating the flow around a cylinder at high Reynolds number is verified, and the transition phenomenon and the wake flow near the wall of the cylinder around the boundary layer are accurately predicted. Then, for the subcritical region and the critical region, respectively, The flow around a cylinder in the supercritical region and the supercritical region is numerically simulated. The structure of the flow field and the variation of the surface pressure coefficient and friction coefficient of the cylinder under different Reynolds numbers are analyzed. The characteristics of the flow around a cylinder near the wall, the flow mechanism of boundary layer transition, the transition position and its variation with Reynolds number are studied. The results show that laminar separation occurs in the subcritical region of two-dimensional cylindrical flow around the boundary layer. There is no separation bubble and transition phenomenon in the boundary layer of two-dimensional cylindrical flow in the critical and supercritical regions, the phenomenon of separated bubble occurs first, then the flow occurs transition and turbulent separation occurs after the transition. In the supercritical region, the flow around the boundary layer of a two-dimensional cylinder is turbulent separated after transition, and no separation bubble occurs, and in the critical region, the supercritical region and the supercritical region, the transition position of the two-dimensional cylinder around the boundary layer moves forward with the increase of Reynolds number.
【作者单位】: 北京理工大学宇航学院;
【基金】:国家自然科学基金(11372040)~~
【分类号】:O357.5

【参考文献】

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3 凌国灿;圆柱绕流旋涡运动及离散涡方法[J];力学进展;1985年04期

【共引文献】

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【二级参考文献】

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6 潘,

本文编号:1646142


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