為探究脈動(dòng)流對(duì)流體繞流結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的影響,采用數(shù)值方法研究了脈動(dòng)流條件下圓柱繞流場(chǎng)特性,對(duì)渦量分布、升阻力系數(shù)、升力系數(shù)頻譜特性等進(jìn)行分析。結(jié)果表明:脈動(dòng)流作用會(huì)使圓柱尾渦剪切層變薄,提高脈動(dòng)頻率使尾渦長(zhǎng)度變短、脫離加快,提高無(wú)量綱脈動(dòng)振幅使主導(dǎo)渦的脫落速度降低,使旋渦生成區(qū)域更靠近圓柱表面;脈動(dòng)頻率與無(wú)量綱脈動(dòng)振幅的增大使升力系數(shù)、阻力系數(shù)的振幅均增大,而且與升力系數(shù)相比,阻力系數(shù)的振幅更大,變化更快;升力系數(shù)頻譜圖存在多個(gè)主頻,包括旋渦脫落頻率和相位疊加頻率,其中旋渦脫落頻率的振幅隨著脈動(dòng)頻率的增加而減小,隨著無(wú)量綱脈動(dòng)振幅的增加而增加。在流場(chǎng)中加入脈動(dòng)流,可以增強(qiáng)流體振動(dòng)促進(jìn)流動(dòng)混合。

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圖3不同脈動(dòng)流條件下圓柱繞流瞬時(shí)渦量

圖3為不同脈動(dòng)流工況下,旋渦脫落周期T內(nèi)等時(shí)間間隔的4個(gè)典型時(shí)刻瞬時(shí)渦量圖。由圖3可以看出,在t=0時(shí)刻,下渦占據(jù)主導(dǎo)地位,分離區(qū)域在圓柱上側(cè)近壁面處形成,此時(shí)上個(gè)旋渦脫落周期形成渦的剪切層還與近壁面黏連;在t=T/4時(shí)刻,下渦占據(jù)主導(dǎo)地位,新的上渦形成,在下渦的拉拽作用下剪切層....

圖4A=1時(shí)不同脈動(dòng)頻率下的升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

2.4脈動(dòng)頻率與脈動(dòng)振幅對(duì)旋渦脫落頻率的影響圖5f=10Hz時(shí)不同無(wú)量綱脈動(dòng)振幅下的升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

圖5f=10Hz時(shí)不同無(wú)量綱脈動(dòng)振幅下的升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

圖4A=1時(shí)不同脈動(dòng)頻率下的升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線圖6A=1時(shí)不同脈動(dòng)頻率下的阻力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

圖6A=1時(shí)不同脈動(dòng)頻率下的阻力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

圖5f=10Hz時(shí)不同無(wú)量綱脈動(dòng)振幅下的升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線圖7f=8Hz時(shí)不同無(wú)量綱脈動(dòng)振幅下的阻力系數(shù)時(shí)間歷程曲線

本文編號(hào)：3904787