串列雙圓盤(pán)擾流的數(shù)值模似研究
本文關(guān)鍵詞:串列雙圓盤(pán)擾流的數(shù)值模似研究
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【摘要】:串列圓盤(pán)現(xiàn)象廣泛存在于工程領(lǐng)域和應(yīng)用實(shí)際,如空氣污染物、血液中的紅細(xì)胞及發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的火焰穩(wěn)定器等;兩個(gè)串列放置的圓盤(pán)由于彼此間的相互作用,其流場(chǎng)特性與單個(gè)圓盤(pán)相比有很大區(qū)別,也更為復(fù)雜。本文利用大渦模擬對(duì)低雷諾數(shù)時(shí)圓盤(pán)徑厚比等于5的串列雙圓盤(pán)(其中上游圓盤(pán)中心開(kāi)孔)繞流進(jìn)行了模擬研究,主要研究低雷諾數(shù)時(shí)串列圓盤(pán)近尾跡的演化過(guò)程,圓盤(pán)間距和上游圓盤(pán)孔徑對(duì)流場(chǎng)特性的影響。主要研究結(jié)論如下:1)串列圓盤(pán)演化中,當(dāng)兩圓盤(pán)間距足夠小(;/d=0.1)時(shí),上游開(kāi)孔圓盤(pán)(D//=0.2)的置入使流場(chǎng)轉(zhuǎn)捩推遲。Re178時(shí),尾跡為穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱(chēng)模態(tài);178≤Re207時(shí),尾跡為穩(wěn)態(tài)面對(duì)稱(chēng)模態(tài);207≤Re212時(shí),流場(chǎng)穩(wěn)定性破壞并發(fā)生大尺度渦旋脫落,且渦旋脫落為單邊脫落,尾跡為"Zig-zig"模態(tài);212≤Re275時(shí),尾跡為"Zig-Zag"模態(tài),和上一模態(tài)的主要區(qū)別是渦旋脫落的機(jī)制由單邊脫落變?yōu)殡p邊脫落;Re≥275時(shí),面對(duì)稱(chēng)破壞,尾跡中正負(fù)渦旋相互纏繞,渦旋在周向隨機(jī)脫落,大尺度發(fā)卡渦破碎,產(chǎn)生小尺度的渦結(jié)構(gòu),尾跡為弱紊亂模態(tài)。2)當(dāng)Re=200,D/d=0.2時(shí),隨著圓盤(pán)間距的增加流場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。當(dāng)l/d=1時(shí),尾跡為穩(wěn)態(tài)面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu);l/d=1.5時(shí),尾跡為非穩(wěn)態(tài)面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu);l/d=2時(shí),尾跡面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)破壞;l/d=3時(shí),上游圓盤(pán)尾跡恢復(fù)面對(duì)稱(chēng);l/d=6時(shí),兩個(gè)圓盤(pán)尾跡均恢復(fù)面對(duì)稱(chēng)。當(dāng)圓盤(pán)間距一定時(shí),上游圓盤(pán)受到的升力系數(shù)始終小于下游圓盤(pán)的升力系數(shù)。與單個(gè)圓盤(pán)繞流相比,串列圓盤(pán)繞流中每個(gè)圓盤(pán)所受的阻力系數(shù)要小于單個(gè)圓盤(pán),隨著圓盤(pán)間距的增加,上游圓盤(pán)阻力系數(shù)幾乎不變,下游圓盤(pán)阻力系數(shù)增加但始終小于上游圓盤(pán)阻力系數(shù)。3)當(dāng)Re=200,l/d=1.5時(shí),隨著上游圓盤(pán)孔徑D/d從0增加到0.6,流場(chǎng)的穩(wěn)定性增加,且上游圓盤(pán)所受的阻力系數(shù)減小,下游圓盤(pán)所受的阻力系數(shù)增加。
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:O357.5
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,本文編號(hào):1284362
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