在Re=3900下,基于動網(wǎng)格技術(shù)對運動圓柱排與固定單圓柱的繞流干涉作用進行二維數(shù)值模擬。通過分析干涉流場渦動力學(xué)特性、干涉間隙壓力變化特性,并利用小波變換對固定圓柱升阻力進行時頻分析,初步探索圓柱間動靜干涉的作用機理.試驗結(jié)果表明:運動圓柱排和固定圓柱間的干涉特征與固定多圓柱間干涉作用相比,具有顯著差異;圓柱排通過固定圓柱后,間隙監(jiān)測點壓力幅值顯著下降;另外,通過小波分析對阻力系數(shù)進行時頻域定位,成功識別出干涉場中三個典型的特征頻率. 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2019,40(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１計算域及邊界條件??Ｆｉｇ．?１?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??

１、２構(gòu)成橫向間隔距離為ｒ／Ｄ＝２的運??動圓柱排，靜止域中圓柱為固定圓柱，圓柱排與固定??圓柱間流向距離為３Ｄ。通過動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)圓柱排??與固定圓柱間的相對運動。使用ＩＣＥＭ對計算域進??行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分：邊界層第一層網(wǎng)格高度０．０１５１？，??全域節(jié)點總數(shù)為３２６２４。??寫ｐｒｏｆｉｌｅ文件控制圓柱排運動。根據(jù)上述計算特征，??采用動態(tài)鋪層（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｌａｙｅｒｉｎｇ）法。該方法根據(jù)??邊界的位移量動態(tài)增加（減少）邊界上的網(wǎng)格層，使??計算域網(wǎng)格層保持一定的密度（圖２）。??邊界條件：１）入口設(shè)為速度入口，速度為ｔ／。。，??出口設(shè)為自由出流（ｏｕｔｆｌｏｗ）；?２）壁面采用無滑移固??壁條件；３）上、下邊界均設(shè)為對稱邊界；４）運動流??域與靜止流域間數(shù)據(jù)傳遞邊界設(shè)為Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ。??此外，在滿足ＣＦＸ＜１的同時，還需保證動網(wǎng)格??計算要求，避免出現(xiàn)負(fù)體積網(wǎng)格。在運動圓柱排運??動速度Ｖ＝０．１Ｕ下，選用Ａｔ＝〇．〇〇２的時間步長，??２結(jié)果與分析??圖１計算域及邊界條件??Ｆｉｇ．?１?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??本文基于ＦＬＵＥＮＴ計算平臺，選�。樱镣牧髂�??型。此模型是一個相對簡單的單方程模型，目前使??用廣泛，效率較高。ｓ－Ａ模型相對兩方程模型計算量??小，穩(wěn)定性好，在湍流準(zhǔn)確度要求不高的情況下，該??模型是很好的選擇。??本文研究的動靜干涉流場是由運動圓柱排經(jīng)過??固定圓柱而形成，這種流場是運動邊界流場的基本??形式。利用動網(wǎng)格技術(shù)對運動圓柱排與固定圓柱干??涉的繞流場進行仿真分析，在數(shù)值模擬中，通過編??２

２４??０．８４７??＾：０．４５４６??７：１０．４２??＞，：０．０７２６３??ｗａｌｌ－ｍｏｖｅｆ??ｗａｌｌ－ｍｏｖｅ?Ｉ??ｗａｌＩ－ｍｏｖｅ２??０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??（ａ）固定岡柱??０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??（ｂ）圓柱Ｆ??０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??（ｃ）圓柱１??０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??（ｄ）圓柱２??圖３瞬態(tài)初場中各圓柱升阻力的時域圖及升力系數(shù)頻域圖??Ｆｉｇ．?３?Ｔｉｍｅ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｏｍａｉｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ?ｉｎ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｉｎｉｔｉａｌ?ｆｉｅｌｄ??可以發(fā)現(xiàn)特征頻率／＝ｌ〇．２７ＨＺ，這是由于并列圓柱??排產(chǎn)生不同渦脫模式所造成的兩種不同頻率［１２１。對??比圓柱Ｆ、１、２，顯然，中間圓柱（圓柱１）的干涉分??量幅值較高，受干涉程度也最大。??２．２瞬態(tài)干涉計算渦動力學(xué)特性??在瞬態(tài)初場計算收斂后，激活動網(wǎng)格設(shè)置，使運??動圓柱排以Ｋ?＝?０．１【／〇〇的速度勻速通過固定圓柱。??為研究方便，將運動時間進行無Ｍ綱化＾??ｔｖ??１５＇??其??中＾表示開啟動網(wǎng)格圓柱排開始運動的時刻。??在探索復(fù)雜流場的瞬態(tài)動力學(xué)特性時，若能抓??住主要渦旋結(jié)構(gòu)的演變特征，即可掌握流場的主要??變化規(guī)律．圖４表示運動圓柱排與固定圓柱發(fā)生干??涉的特征時刻渦量云圖，并以流線顯示流場的流型。??從圖４中可以看出，對于并列的運動圓柱排，運動??過程中其近場尾渦以同相

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3319165