為了分析均勻流體流經(jīng)圓柱發(fā)生體后產(chǎn)生的繞流流場(chǎng)特性,采用數(shù)值計(jì)算的方法,對(duì)不同雷諾數(shù)下的均勻來(lái)流流經(jīng)圓柱體的流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,研究分析不同工況下流場(chǎng)的流動(dòng)形態(tài),得到了不同雷諾數(shù)流動(dòng)狀態(tài)下的流場(chǎng)參數(shù)變化規(guī)律譜及流經(jīng)圓柱發(fā)生體時(shí)的流線譜,并對(duì)同一雷諾數(shù)下不同時(shí)刻的流場(chǎng)形態(tài)及靜壓力變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,流體流經(jīng)圓柱發(fā)生體時(shí)的阻滯作用隨雷諾數(shù)的變化而產(chǎn)生變化,流體慣性力隨雷諾數(shù)的增大對(duì)流場(chǎng)的平衡狀態(tài)產(chǎn)生的影響增大,流經(jīng)圓柱發(fā)生體后的旋渦由旋向相反的對(duì)稱(chēng)分布逐漸發(fā)生擾動(dòng),且旋渦尺度逐漸增大;同時(shí),受圓柱發(fā)生體阻滯作用及流體黏性的影響,在圓柱發(fā)生體迎流面受到的力作用最大,圓柱發(fā)生體上下對(duì)稱(chēng)分布位置的力作用基本一致,隨著流動(dòng)距離的增大,流場(chǎng)的靜壓力逐漸變小,流場(chǎng)變化趨于平緩。

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【部分圖文】：

圖1圓柱繞流二維物理模型

建立的圓柱繞流二維物理模型如圖1所示。本文研究均以空氣作為基本流體介質(zhì)，根據(jù)圓柱發(fā)生體的幾何結(jié)構(gòu)，設(shè)定基本的流體域空間，分析均勻來(lái)流在圓柱體阻滯作用下產(chǎn)生的繞流流場(chǎng)特征。其中，均勻來(lái)流的平均流速V、密度ρ、動(dòng)力黏度μ、溫度T、環(huán)境壓力P等參數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)常量。

圖2圓柱繞流二維網(wǎng)格模型

為滿(mǎn)足數(shù)值計(jì)算要求，對(duì)整個(gè)分析域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并對(duì)圓柱體附近網(wǎng)格進(jìn)行加密，建立的圓柱繞流二維網(wǎng)格模型如圖2所示�；诹黧w力學(xué)的分析方法，結(jié)合流體流經(jīng)圓柱體的流動(dòng)特點(diǎn)，入口邊界采用速度入口，出口邊界采用自由流出口，分析域邊界及圓柱發(fā)生體表面采用無(wú)滑移標(biāo)準(zhǔn)壁面邊界。通過(guò)數(shù)值計(jì)算求解湍....

圖3不同雷諾數(shù)下的圓柱繞流流場(chǎng)參數(shù)變化

由于均勻來(lái)流速度的不同，隨著流速的增大，雷諾數(shù)逐漸增大，流場(chǎng)的流動(dòng)規(guī)律及形態(tài)發(fā)生變化。通過(guò)不同雷諾數(shù)下的圓柱繞流流場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算得到不同雷諾數(shù)下的流場(chǎng)參數(shù)變化情況（見(jiàn)圖3）。圖3不同雷諾數(shù)下的圓柱繞流流場(chǎng)參數(shù)變化

圖3不同雷諾數(shù)下的圓柱繞流流場(chǎng)參數(shù)變化

圖3不同雷諾數(shù)下的圓柱繞流流場(chǎng)參數(shù)變化隨著雷諾數(shù)的增大，均勻來(lái)流速度不斷增大，流體的流動(dòng)形態(tài)由層流逐漸過(guò)渡為湍流。流體流經(jīng)圓柱發(fā)生體時(shí)受到的阻滯作用也因雷諾數(shù)的變化而產(chǎn)生變化，進(jìn)而對(duì)流場(chǎng)參數(shù)產(chǎn)生影響，雷諾數(shù)越大，壓力、流速的變化越大。

本文編號(hào)：3949395