亚临界区风场中三维圆柱绕流的数值模拟研究

发布时间：2020-06-11 09:59

【摘要】：圆柱绕流问题一直是流体力学领域的研究热点,主要有风洞实验和数值模拟两类研究方式。风洞试验的费用很高,数值模拟就成为目前最重要的研究手段之一。尽管已经有大量研究成果,但多集中在低雷诺数区间,对于高雷诺数下的圆柱绕流模拟较少,其症结在于高雷诺数下绕流流场结构极为复杂,采用数值上的不同处理方式,其结果差异甚大,有时会导致模拟结果严重失真。究竟采用何种数值模型,可达到既保证计算精度同时又适应现有计算设备能力,是相关学术界关注并不断探索的问题。应用ANSYS Fluent软件,对亚临界区风场中三维圆柱绕流问题进行建模和计算。首先,对长细比3:1的单圆柱均匀风场的绕流问题,分别采用内置的大涡模拟法,雷诺平均法,分离涡模拟法应用ANSYS Fluent软件进行建模和计算,与试验结果对比分析表明:分离涡模拟法比雷诺平均法精度高,与大涡模拟法比较精度差别不大,但计算效率更高。其次,采用分离涡模拟法对亚临界雷诺数区间里的四种雷诺数下的单圆柱绕流进行了模拟,对结果从升力系数、阻力系数、涡量图等几个方面进行了分析。其结果显示:数值结果可较为准确地描绘出圆柱绕流的三维特性,进一步验证了分离涡模拟法对亚临界雷诺数区圆柱绕流问题求解的适用性。最后,对雷诺数为10~5级、四种不同间距比的串列双圆柱绕流情况进行了模拟,分析了其阻力系数,升力系数,涡量图,流线图。总结了其变化规律。升力系数和阻力系数的振幅会随着间距比的增大而变小。当间距比较小时,两圆柱可看作一个整体,其后的尾流情况同单圆柱的类似,随着间距比慢慢增大,上游圆柱的尾流会逐渐附着在下游圆柱上对其的尾流产生影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O357.5

【参考文献】

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1 赵萌;毛军;郗艳红;;高雷诺数下有限长圆柱绕流阻力特性研究[J];机械工程学报;2015年22期

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3 詹昊;李万平;方秦汉;李龙安;;不同雷诺数下圆柱绕流仿真计算[J];武汉理工大学学报;2008年12期

4 郑庭辉;费宝玲;杨骏六;Tang S K;;串列双圆柱尾迹流的数值分析[J];西南交通大学学报;2008年06期

5 费宝玲;郑庭辉;杨骏六;;数值分析串列双圆柱绕流[J];西南民族大学学报(自然科学版);2007年02期

6 邓见,黄钰期,任安禄;分块法研究圆柱绕流升阻力[J];力学与实践;2004年01期

7 廖俊,景思睿;高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2001年01期

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本文编号：2707739