發(fā)布時(shí)間：2021-03-31 09:56

　　轉(zhuǎn)捩,指流動從層流到湍流的過渡,表征一種流動變化情況。按流動從環(huán)境感受到擾動的強(qiáng)弱和流動轉(zhuǎn)變的路徑,轉(zhuǎn)捩大致可以分為規(guī)則轉(zhuǎn)捩和旁路轉(zhuǎn)捩兩種,其中旁路轉(zhuǎn)捩以其過程的復(fù)雜多變和重要的工程應(yīng)用價(jià)值而受到廣泛關(guān)注。本文基于大渦模擬的數(shù)值計(jì)算方法,針對典型的圓柱/平板結(jié)構(gòu),對圓柱尾跡誘導(dǎo)平板邊界層旁路轉(zhuǎn)捩的過程開展研究�；诖鬁u模擬的基本思想,引入壁面適應(yīng)局部渦粘的亞格子應(yīng)力模型和Boussinesq假設(shè),對流動基本方程N(yùn)avier-Stokes方程進(jìn)行封閉,建立適應(yīng)于圓柱/平板模型的數(shù)值計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上對圓柱尾跡誘導(dǎo)平板邊界層旁路轉(zhuǎn)捩開展數(shù)值模擬研究,獲得了流場的統(tǒng)計(jì)特性,并與前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的有效性。分別針對雷諾數(shù)和圓柱高度變化對圓柱尾跡與平板邊界層相互作用的影響開展了大渦模擬研究。分析了旁路轉(zhuǎn)捩過程的流場流動特性,包括流動時(shí)均特性,流動脈動特性和湍動能特性,研究了圓柱尾渦的脫落,邊界層條帶結(jié)構(gòu),二次渦的產(chǎn)生以及二次渦與圓柱尾跡或平板邊界層相互作用向下游的發(fā)展演化,給出了雷諾數(shù)和圓柱高度對流動轉(zhuǎn)捩特性的影響規(guī)律。 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多段翼型設(shè)計(jì)示意圖

圖 1-4 自由來流引起邊界層旁路轉(zhuǎn)捩過程的 DNS 結(jié)果[14]由于旁路轉(zhuǎn)捩問題的復(fù)雜性，人們對旁路轉(zhuǎn)捩的認(rèn)識還不夠充分。為了解決線性穩(wěn)定理論在解釋流動演化的非線性過程遇到的困難，非線性理論，但是仍然無法完全解釋流動的非線性演化機(jī)制。Kleba提及在自由來流影響下的邊界層內(nèi)可能出現(xiàn)沿流向拉得很長的低速

圖 1-5 邊界層中低速條帶結(jié)構(gòu)流場顯示[19]討不同轉(zhuǎn)捩模式產(chǎn)生的原因時(shí)，研究者嘗試用邊界層的感受動對流動的初始影響。由此概括上述的研究成果，在自由來界層通過感受機(jī)制接受外界擾動。當(dāng)外界擾動較小時(shí)，流動為湍流。當(dāng)外界擾動較大時(shí)，流動可能經(jīng)瞬態(tài)增長先形成條

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圓柱繞流尾跡對壁湍流相干結(jié)構(gòu)影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 姜楠,李悅雷.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2007(03)
[2]圓柱尾渦/邊界層相互作用中二次渦特性研究[J]. 潘羽中,王晉軍,伍康.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2007(01)
[3]低雷諾數(shù)下尾跡與分離邊界層的相互作用研究[J]. 楊琳,鄒正平,李維.  航空學(xué)報(bào). 2007(01)
[4]圓柱尾跡影響平板邊界層轉(zhuǎn)捩的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 潘翀,王晉軍,王雙峰.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(02)
[5]圓柱尾跡影響下近壁湍流低速條帶的特征[J]. 王雙峰,王晉軍,展京霞.  流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測量. 2003(03)

碩士論文
[1]圓柱尾跡周期性流動結(jié)構(gòu)對湍流邊界層影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張晉.天津大學(xué) 2006



本文編號：3111240