為了深入研究亞臨界雷諾數(shù)下光滑和溝槽圓柱繞流阻力及流場(chǎng)特性。采用SSTk-w模型對(duì)雷諾數(shù)Re分別為2×104,6×104,1×105和1.4×105的光滑圓柱和V型溝槽圓柱繞流進(jìn)行三維流場(chǎng)數(shù)值模擬,首先以光滑圓柱繞流為算例與相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了SSTk-w方法的準(zhǔn)確性,然后在不同雷諾數(shù)條件下,開(kāi)展了V型溝槽圓柱繞流數(shù)值模擬研究;與光滑圓柱相比,V型溝槽圓柱具有較好的減阻效果,最大減阻率達(dá)28.4%;在相同雷諾數(shù)下,溝槽圓柱表面邊界層分離點(diǎn)與光滑圓柱表面分離點(diǎn)相比更靠后。V型溝槽織構(gòu)可有效改變尾流區(qū)旋渦脫落頻率和尾流區(qū)湍流的發(fā)展,為隔水管減阻和提高隔水管柱系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供參考。

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【部分圖文】：

圖１計(jì)算域和邊界條件注：θ為圓柱面上點(diǎn)與圓心連線(xiàn)和ｘ負(fù)方向的夾角

Φ２２），Φ２＝ｍａｘ（２槡ｋ０．０９ωｙ，５００υｙ２ω）詳細(xì)見(jiàn)文獻(xiàn)［１３］。為了更好地模擬逆壓梯度流，該模型在對(duì)湍流黏度以及２個(gè)湍流普朗特?cái)?shù)的設(shè)計(jì)時(shí)，都考慮了湍流剪切力效應(yīng)。因此，ＳＳＴｋ－ｗ模型在模擬逆壓梯度、邊界層分離、近壁區(qū)的繞流旋流等有較大優(yōu)勢(shì)。１．３計(jì)算邊界條件與網(wǎng)....

圖３計(jì)算域網(wǎng)格Ｆｉｇ．３Ｇｒｉｄｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎ

１期錢(qián)權(quán)，等：亞臨界雷諾數(shù)下Ｖ型溝槽圓柱減阻數(shù)值模擬１５３３ｂ為Ｖ型溝槽圓柱近壁面網(wǎng)格放大圖。為模擬近壁面流場(chǎng)的轉(zhuǎn)捩特征，壁面法向第一層無(wú)量綱網(wǎng)格高度滿(mǎn)足ｙｐｌｕｓ等于１。圖３計(jì)算域網(wǎng)格Ｆｉｇ．３Ｇｒｉｄｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎ２數(shù)值驗(yàn)證與結(jié)果討論２．１數(shù)值驗(yàn)證....

圖４Ｒｅ＝１．４×１０５時(shí)光滑圓柱表面時(shí)均壓力系數(shù)Ｃｐ分布曲線(xiàn)Ｆｉｇ．４ＴｉｍｅａｖｅｒａｇｅｄＣｐｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｍｏｏｔｈｃｙｌｉｎｄｅｒａｔＲｅ＝１．４×１０５

１５４海洋科學(xué)進(jìn)展３７卷光滑圓柱在Ｒｅ＝１．４×１０５時(shí)通過(guò)數(shù)值模擬得到的時(shí)均穩(wěn)態(tài)壓力系數(shù)Ｃｐ＝［ｐ（θ）－ｐ"］／（１２ρＵ"）沿半圓柱表面的分布曲線(xiàn)（圖４，其中ｐ（θ）為圓柱表面不同角度下時(shí)均壓力，θ為圓上的點(diǎn)和圓心連線(xiàn)與流向方向的夾角，ｐ"為來(lái)流處壓力，Ｕ"為來(lái)流速度）。對(duì)....

本文編號(hào)：4036636