發(fā)布時(shí)間：2017-06-23 02:01

  本文關(guān)鍵詞：三維圓柱繞流數(shù)值模擬湍流方法的選擇，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究湍流模擬方法對(duì)三維圓柱繞流數(shù)值模擬精度的影響,分別采用雷諾平均法(RANS)中的κ-ω模型、SST模型以及大渦模擬法(LES)對(duì)亞臨界區(qū)內(nèi)雷諾數(shù)Re=3 900時(shí)的三維圓柱繞流進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析了圓柱體表面的受力、圓柱后流場(chǎng)時(shí)均速度特性與瞬時(shí)渦量分布情況。結(jié)果表明,當(dāng)流體流過圓柱表面時(shí),圓柱表面出現(xiàn)的與流速方向相反的負(fù)壓力差區(qū)域使流體從圓柱表面分離,引起了不穩(wěn)定的周期性交替脫落的湍流渦泄,從而在圓柱表面產(chǎn)生周期性波動(dòng)的升力,同時(shí)在圓柱后近流場(chǎng)區(qū)域形成回流區(qū)。研究還發(fā)現(xiàn),LES法對(duì)圓柱體的受力以及流場(chǎng)時(shí)均速度特性的模擬效果要優(yōu)于κ-ω模型與SST模型;相較于前人利用浸入邊界法得到的模擬結(jié)果,LES法的模擬精度也有了較大提升;同樣,通過對(duì)瞬時(shí)流場(chǎng)渦量等值線圖的分析,并與已有的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)LES法不但可以從整體上表現(xiàn)出漩渦的周期性脫落,而且對(duì)流場(chǎng)中不同位置的、復(fù)雜的小尺度湍流渦泄也描述得非常細(xì)致,得到的自由分離剪切層長(zhǎng)度與湍流渦泄的卷曲度更符合湍流渦泄的特征。所以,在亞臨界區(qū),LES法對(duì)湍流的模擬效果相對(duì)較好。
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)船舶與海洋工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 湍流模擬法 圓柱繞流 亞臨界區(qū)
【分類號(hào)】：TV135
【正文快照】： 在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),當(dāng)黏性流體流過固定鈍體時(shí),會(huì)在鈍體表面發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象,產(chǎn)生漩渦進(jìn)入鈍體后流場(chǎng),并對(duì)鈍體產(chǎn)生相應(yīng)的水動(dòng)力作用,這就是繞流現(xiàn)象。圓柱繞流現(xiàn)象廣泛存在于水工結(jié)構(gòu)、海洋工程結(jié)構(gòu)等現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中。當(dāng)Re170(Re是基于圓柱直徑與無窮遠(yuǎn)處來流速度的雷諾數(shù)

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本文編號(hào)：473614