目的:研究旋渦脫落模式及其抑制方案對(duì)各種工程建設(shè)的意義。方法:通過(guò)改變橫向振蕩柱體的振幅和振頻找到尾流的P+S旋渦脫落模式（在一個(gè)振蕩周期內(nèi),柱體一側(cè)脫落一對(duì)旋渦,另一側(cè)脫落一個(gè)單渦）,并將兩個(gè)寬度為b/D=0.32的窄條控制件對(duì)稱(chēng)地放置于柱體尾流中,觀察其對(duì)柱體旋渦脫落的改變情況。采用RNG k-ε湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬,并用流動(dòng)顯示和熱線測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果:在振幅比A/D=1.5,無(wú)量綱振蕩頻率f_eD/V_∞=0.2,雷諾數(shù)Re=1 200條件下,找到了P+S模式旋渦脫落,并發(fā)現(xiàn)窄條可將旋渦改變?yōu)?P或其他模式。結(jié)論:當(dāng)窄條位于一定區(qū)域內(nèi)時(shí),可抑制漩渦脫落。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,31(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

模型與實(shí)驗(yàn)布置

式(4)中:A為柱體簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅,cm;fe為振頻,Hz;t為時(shí)間,s。采用RNG k-ε湍流模型,上下邊界設(shè)置為無(wú)滑移固定墻(No Slip Stationary Wall)。振蕩柱體和控制板設(shè)置成剛體。入口條件為速度入口(velocity-inlet),速度為v∞=0.7 m/s,出口為自由流出(outflow)。壓力速度耦合及SIMPLE格式求解N-S方程。時(shí)間導(dǎo)數(shù)項(xiàng)為二階隱格式(Second Order Implicit),空間離散:擴(kuò)散項(xiàng)(梯度項(xiàng),Gradient)用基于單元體的最小二乘(Least Square Cell Based)方法進(jìn)行插值;對(duì)流項(xiàng)(動(dòng)量項(xiàng),Momentum)采用二階迎風(fēng)格式提高解的準(zhǔn)確度,壓力項(xiàng)采用二階精度離散。流體介質(zhì)為空氣,實(shí)驗(yàn)室溫度為15℃,空氣密度為ρ=1.225 kg/s,運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)為v=14.4×10-6 m2/s。

圖3(a)(b)分別為煙線流動(dòng)顯示的圖片和數(shù)值模擬的渦量場(chǎng),實(shí)驗(yàn)和仿真的對(duì)比情況良好,上側(cè)為一順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的單渦,下側(cè)為一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的對(duì)渦。如圖4,當(dāng)控制件位于X/D=3.0,Y/D=±0.8位置時(shí),旋渦脫落依舊為P+S模式,上側(cè)為一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的對(duì)渦,其中靠尾跡中心線一側(cè)的渦順時(shí)針旋轉(zhuǎn),另一側(cè)的渦逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。下側(cè)為一逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的單渦。此時(shí)窄條控制件與柱體距離較遠(yuǎn),控制件對(duì)振蕩柱體的影響很小。


本文編號(hào)：3517511