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自由液面高度对圆柱绕流特性的影响

发布时间:2018-07-05 03:39

  本文选题:自由液面 + 圆柱 ; 参考:《工程热物理学报》2016年02期


【摘要】:本文采用有限体积法和VOF方法,对不同自由液面高度(Z=1D~4D,其中D为圆柱直径)下的圆柱绕流进行了数值研究。研究1×10~4≤Re≤7×10~4范围内,自由液面高度对圆柱绕流流场动力学特性和尾迹旋涡形态的影响。结果表明:自由液面的存在会导致圆柱的阻力系数和升力系数较无自由液面时减小。当Re一定时,阻力系数随着Z的增大而减小,升力系数随着Z的增大而增大。Z=1D时,自由液面的波动和变形较大,圆柱后旋涡形成受到自由液面的扰动,无法完全形成即脱落。随着Z增大,圆柱边界层逐渐向下拉伸,自由液面对圆柱后旋涡形成的扰动作用减弱。当.Z=4D时,圆柱后尾迹旋涡形态已经基本与无自由液面流场的一致,可以观察到标准的卡门涡街图像。
[Abstract]:In this paper, the finite volume method and VOF method are used to study the flow around a cylinder with different free surface height (Z=1D~4D, D is cylindrical diameter). The influence of the height of the free surface on the dynamic characteristics of the flow field around a cylinder and the shape of the wake vortex in the range of 1 x 10~4 < < < < < Re < 7 x 10~4. The result shows that the existence of free surface is the result of the existence of free surface. When the Re is fixed, the drag coefficient and the lift coefficient decrease. When the Re is fixed, the drag coefficient decreases with the increase of the Z. When the lift coefficient increases with the increase of the.Z=1D, the free surface fluctuates and the deformation is larger. The vortex formed after the cylinder is disturbed by the free surface and can not be completely formed. With the increase of Z, The cylindrical boundary layer is gradually stretched downward, and the disturbance effect of the vortex formed by the free liquid facing the cylinder is weakened. When.Z=4D, the wake shape of the rear wake of the cylinder has been basically consistent with the flow field without the free surface, and the standard Carmen vortex street image can be observed.
【作者单位】: 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室;
【基金】:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No.20120191130003) 国家自然科学基金(No.51406018) 重庆市博士后科研项目特别资助(No.xm2014091)
【分类号】:O357.5

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本文编号:2098764

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