【摘要】：圓柱繞流問題一直是流體力學領(lǐng)域的研究熱點,主要有風洞實驗和數(shù)值模擬兩類研究方式。風洞試驗的費用很高,數(shù)值模擬就成為目前最重要的研究手段之一。盡管已經(jīng)有大量研究成果,但多集中在低雷諾數(shù)區(qū)間,對于高雷諾數(shù)下的圓柱繞流模擬較少,其癥結(jié)在于高雷諾數(shù)下繞流流場結(jié)構(gòu)極為復雜,采用數(shù)值上的不同處理方式,其結(jié)果差異甚大,有時會導致模擬結(jié)果嚴重失真。究竟采用何種數(shù)值模型,可達到既保證計算精度同時又適應現(xiàn)有計算設(shè)備能力,是相關(guān)學術(shù)界關(guān)注并不斷探索的問題。應用ANSYS Fluent軟件,對亞臨界區(qū)風場中三維圓柱繞流問題進行建模和計算。首先,對長細比3:1的單圓柱均勻風場的繞流問題,分別采用內(nèi)置的大渦模擬法,雷諾平均法,分離渦模擬法應用ANSYS Fluent軟件進行建模和計算,與試驗結(jié)果對比分析表明:分離渦模擬法比雷諾平均法精度高,與大渦模擬法比較精度差別不大,但計算效率更高。其次,采用分離渦模擬法對亞臨界雷諾數(shù)區(qū)間里的四種雷諾數(shù)下的單圓柱繞流進行了模擬,對結(jié)果從升力系數(shù)、阻力系數(shù)、渦量圖等幾個方面進行了分析。其結(jié)果顯示:數(shù)值結(jié)果可較為準確地描繪出圓柱繞流的三維特性,進一步驗證了分離渦模擬法對亞臨界雷諾數(shù)區(qū)圓柱繞流問題求解的適用性。最后,對雷諾數(shù)為10~5級、四種不同間距比的串列雙圓柱繞流情況進行了模擬,分析了其阻力系數(shù),升力系數(shù),渦量圖,流線圖�？偨Y(jié)了其變化規(guī)律。升力系數(shù)和阻力系數(shù)的振幅會隨著間距比的增大而變小。當間距比較小時,兩圓柱可看作一個整體,其后的尾流情況同單圓柱的類似,隨著間距比慢慢增大,上游圓柱的尾流會逐漸附著在下游圓柱上對其的尾流產(chǎn)生影響。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O357.5

【參考文獻】

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本文編號：2707739