【摘要】：圓柱繞流問題一直是流體力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),主要有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩類研究方式。風(fēng)洞試驗(yàn)的費(fèi)用很高,數(shù)值模擬就成為目前最重要的研究手段之一。盡管已經(jīng)有大量研究成果,但多集中在低雷諾數(shù)區(qū)間,對(duì)于高雷諾數(shù)下的圓柱繞流模擬較少,其癥結(jié)在于高雷諾數(shù)下繞流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,采用數(shù)值上的不同處理方式,其結(jié)果差異甚大,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致模擬結(jié)果嚴(yán)重失真。究竟采用何種數(shù)值模型,可達(dá)到既保證計(jì)算精度同時(shí)又適應(yīng)現(xiàn)有計(jì)算設(shè)備能力,是相關(guān)學(xué)術(shù)界關(guān)注并不斷探索的問題。應(yīng)用ANSYS Fluent軟件,對(duì)亞臨界區(qū)風(fēng)場(chǎng)中三維圓柱繞流問題進(jìn)行建模和計(jì)算。首先,對(duì)長(zhǎng)細(xì)比3:1的單圓柱均勻風(fēng)場(chǎng)的繞流問題,分別采用內(nèi)置的大渦模擬法,雷諾平均法,分離渦模擬法應(yīng)用ANSYS Fluent軟件進(jìn)行建模和計(jì)算,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析表明:分離渦模擬法比雷諾平均法精度高,與大渦模擬法比較精度差別不大,但計(jì)算效率更高。其次,采用分離渦模擬法對(duì)亞臨界雷諾數(shù)區(qū)間里的四種雷諾數(shù)下的單圓柱繞流進(jìn)行了模擬,對(duì)結(jié)果從升力系數(shù)、阻力系數(shù)、渦量圖等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析。其結(jié)果顯示:數(shù)值結(jié)果可較為準(zhǔn)確地描繪出圓柱繞流的三維特性,進(jìn)一步驗(yàn)證了分離渦模擬法對(duì)亞臨界雷諾數(shù)區(qū)圓柱繞流問題求解的適用性。最后,對(duì)雷諾數(shù)為10~5級(jí)、四種不同間距比的串列雙圓柱繞流情況進(jìn)行了模擬,分析了其阻力系數(shù),升力系數(shù),渦量圖,流線圖�？偨Y(jié)了其變化規(guī)律。升力系數(shù)和阻力系數(shù)的振幅會(huì)隨著間距比的增大而變小。當(dāng)間距比較小時(shí),兩圓柱可看作一個(gè)整體,其后的尾流情況同單圓柱的類似,隨著間距比慢慢增大,上游圓柱的尾流會(huì)逐漸附著在下游圓柱上對(duì)其的尾流產(chǎn)生影響。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O357.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707739