為了改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)方柱（直邊尖角柱）的氣動(dòng)性能,以經(jīng)過角（尖角、圓角）、邊（直邊、凹邊和凸邊）形狀修正的類方柱為研究對(duì)象,采用非定常數(shù)值模擬方法,在低雷諾數(shù)下研究了6類二維柱體在不同風(fēng)向角下的氣動(dòng)性能和流場(chǎng)特性。研究結(jié)果表明:對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方柱的角、邊形狀的修正可明顯改變其繞流場(chǎng)結(jié)構(gòu),會(huì)改善或劣化其氣動(dòng)性能;與直邊柱體相比,凸邊柱體的氣動(dòng)力系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)明顯減小,而凹邊柱體的氣動(dòng)力系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)均有增大的趨勢(shì);與尖角柱體相比,圓角化后柱體的氣動(dòng)力系數(shù)在所有風(fēng)向角下呈整體下降趨勢(shì),Strouhal數(shù)增大;從總體上看,在研究的6類柱體中,凸邊圓角柱的氣動(dòng)性能最好,凹邊尖角柱的氣動(dòng)性能最差。 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,39(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

6種柱體的截面形狀

式中:p-po為當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓和遠(yuǎn)前方風(fēng)壓之差;ρ為來流空氣密度;FD和FL分別為作用在單位長方柱上的阻力和升力;CP為平均風(fēng)壓系數(shù);C"P為脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的均方根值;CD和CL分別為平均阻力系數(shù)和平均升力系數(shù);C"D和C"L分別為均方根阻力系數(shù)和均方根升力系數(shù)。圖3為采用的計(jì)算域，入口邊界距離方柱中心為20B，方柱中心距離出口邊界距離為30B，橫風(fēng)向計(jì)算域?yàn)?0B，最大阻塞率為3.5%(當(dāng)α=45°時(shí))。采用Fluent軟件進(jìn)行計(jì)算，數(shù)值計(jì)算采用SIMPLEC格式求解壓力速度耦合方程組，空間離散采用中心差分格式，時(shí)間離散采用二階全隱格式，計(jì)算殘差取10-5，計(jì)算采用雙精度。計(jì)算域采用速度入口邊界條件，自由出口邊界，兩側(cè)采用對(duì)稱邊界條件，方柱表面采用無滑移壁面邊界條件。圖4為計(jì)算模型平面網(wǎng)格，沿方柱周向布置200個(gè)網(wǎng)格，圓角化柱體的網(wǎng)格在角部加密，近壁面最小網(wǎng)格為0.001B。

圖3為采用的計(jì)算域，入口邊界距離方柱中心為20B，方柱中心距離出口邊界距離為30B，橫風(fēng)向計(jì)算域?yàn)?0B，最大阻塞率為3.5%(當(dāng)α=45°時(shí))。采用Fluent軟件進(jìn)行計(jì)算，數(shù)值計(jì)算采用SIMPLEC格式求解壓力速度耦合方程組，空間離散采用中心差分格式，時(shí)間離散采用二階全隱格式，計(jì)算殘差取10-5，計(jì)算采用雙精度。計(jì)算域采用速度入口邊界條件，自由出口邊界，兩側(cè)采用對(duì)稱邊界條件，方柱表面采用無滑移壁面邊界條件。圖4為計(jì)算模型平面網(wǎng)格，沿方柱周向布置200個(gè)網(wǎng)格，圓角化柱體的網(wǎng)格在角部加密，近壁面最小網(wǎng)格為0.001B。圖4 計(jì)算模型平面網(wǎng)格

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3514455