串列双圆盘扰流的数值模似研究

发布时间：2017-12-13 08:00

  本文关键词：串列双圆盘扰流的数值模似研究

  更多相关文章： 串列圆盘 尾迹结构 圆盘间距 圆盘孔径 阻力系数 升力系数 大涡模拟

【摘要】：串列圆盘现象广泛存在于工程领域和应用实际,如空气污染物、血液中的红细胞及发动机燃烧室中的火焰稳定器等;两个串列放置的圆盘由于彼此间的相互作用,其流场特性与单个圆盘相比有很大区别,也更为复杂。本文利用大涡模拟对低雷诺数时圆盘径厚比等于5的串列双圆盘(其中上游圆盘中心开孔)绕流进行了模拟研究,主要研究低雷诺数时串列圆盘近尾迹的演化过程,圆盘间距和上游圆盘孔径对流场特性的影响。主要研究结论如下:1)串列圆盘演化中,当两圆盘间距足够小(;/d=0.1)时,上游开孔圆盘(D//=0.2)的置入使流场转捩推迟。Re178时,尾迹为稳态轴对称模态;178≤Re207时,尾迹为稳态面对称模态;207≤Re212时,流场稳定性破坏并发生大尺度涡旋脱落,且涡旋脱落为单边脱落,尾迹为"Zig-zig"模态;212≤Re275时,尾迹为"Zig-Zag"模态,和上一模态的主要区别是涡旋脱落的机制由单边脱落变为双边脱落;Re≥275时,面对称破坏,尾迹中正负涡旋相互缠绕,涡旋在周向随机脱落,大尺度发卡涡破碎,产生小尺度的涡结构,尾迹为弱紊乱模态。2)当Re=200,D/d=0.2时,随着圆盘间距的增加流场结构发生变化。当l/d=1时,尾迹为稳态面对称结构;l/d=1.5时,尾迹为非稳态面对称结构;l/d=2时,尾迹面对称结构破坏;l/d=3时,上游圆盘尾迹恢复面对称;l/d=6时,两个圆盘尾迹均恢复面对称。当圆盘间距一定时,上游圆盘受到的升力系数始终小于下游圆盘的升力系数。与单个圆盘绕流相比,串列圆盘绕流中每个圆盘所受的阻力系数要小于单个圆盘,随着圆盘间距的增加,上游圆盘阻力系数几乎不变,下游圆盘阻力系数增加但始终小于上游圆盘阻力系数。3)当Re=200,l/d=1.5时,随着上游圆盘孔径D/d从0增加到0.6,流场的稳定性增加,且上游圆盘所受的阻力系数减小,下游圆盘所受的阻力系数增加。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O357.5

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本文编号：1284362