繞流問題一直是流體力學研究的重點內容之一,其涉及到流動分離、邊界層轉捩、漩渦的生成、演化以及它們之間的相互作用。對于流線型的翼型和非流線型的鈍體結構來說,漩渦脫落將會在結構體表面上生成順流向及橫流向周期性變化的脈動壓力。當脈動頻率與結構體固有頻率接近時,將引起渦激振動現(xiàn)象,極端情況下將引發(fā)災難性事故。對于繞流的問題如果僅用試驗或數(shù)值模擬的手段,會限制研究人員對流場信息全面理解,結合這兩種方法可以更好的得到流場的信息。為此,本文主要結合PIV試驗和CFD軟件同時分析繞流中的流場結構。在試驗方面,本文主要基于西華大學流體及動力機械教育部重點實驗室的風洞試驗平臺,利用PIV流場測試技術研究不同工況下繞流流場的變化,得到了流場的瞬時和平均速度場,并利用POD技術對流場進行降階分解,得到流場的低階模態(tài)。在數(shù)值模擬方面,采用γ-Re_θ湍流模型和k-ω SST湍流模型對方柱繞流和翼型繞流進行仿真,對比了網格、時間步長等因素對計算的影響。對比數(shù)值模擬和試驗數(shù)據(jù),更加全面的分析了繞流流場的信息,得到了如下結論:基于風洞平臺的PIV試驗結果有著良好的精度,計算結果與LDV試驗結果吻合... 

【文章來源】：西華大學四川省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NACA64418葉片在不同雷諾數(shù)和不同攻角下流動形態(tài)：（a）小攻角時層流分離；（b）在低雷諾數(shù)和高雷諾數(shù)下的層流分離；（c）大攻角大雷諾數(shù)下流動分離泡Fig.1.1FlowoverNACA64418airfoilatdifferentReynoldsnumbersandanglesofattack:(a)thelaminarseparationatsmallangleofattack;(b)thelaminarseparatedatloworhighReynoldsnumber;(c)

圖 2.1 Ludwig Prandtl 在做流動顯示實驗 圖 2.2 水流在機翼后發(fā)生分離圖ig.2.1 Ludwig Prandtl was doing the flow invisible experiment Fig.2.2 The separation flow after wing.1 風洞試驗裝置風洞是一種用于產生受控氣流的裝置，其用來研究氣流或者阻力對航空器和其他物模型的影響。在風洞中安置飛行器、或其他物體模型與氣體流動的相互作用，便可以解實際飛行器、翼型或其他物體的空氣動力學特性。假如通過控制適當?shù)目諝饬魉�，洞試驗可以用來測試戰(zhàn)斗機在高空的超音速飛行時的氣動特性或者某個城市的高樓周邊環(huán)境氣流的影響。風洞實驗的理論是依據(jù)運動相對性原理和流動相似性原理。根相對性原理，飛行器在靜止空氣中飛行所受到的力，與飛行器靜止不動、空氣以相同速度吹來，兩者的作用效果是一樣的。依據(jù)相似性原理，將飛行器按著相似比例關系成幾何相似的小尺寸度模型，其保持了某些重要的參數(shù)一致性，試驗中氣流速度在一范圍內也可以低于飛行速度，并可以根據(jù)試驗結果推算出真實飛行時作用于飛行器上力。由于風洞尺寸、結構、材料、模型、實驗氣體等方面的限制，風洞實驗要做到與實條件完全相似是不可能的。通常的風洞實驗，只是一種部分相似的模擬實驗。因此，

圖 2.1 Ludwig Prandtl 在做流動顯示實驗 圖 2.2 水流在機翼后發(fā)生分離圖ig.2.1 Ludwig Prandtl was doing the flow invisible experiment Fig.2.2 The separation flow after wing.1 風洞試驗裝置風洞是一種用于產生受控氣流的裝置，其用來研究氣流或者阻力對航空器和其他物模型的影響。在風洞中安置飛行器、或其他物體模型與氣體流動的相互作用，便可以解實際飛行器、翼型或其他物體的空氣動力學特性。假如通過控制適當?shù)目諝饬魉�，洞試驗可以用來測試戰(zhàn)斗機在高空的超音速飛行時的氣動特性或者某個城市的高樓周邊環(huán)境氣流的影響。風洞實驗的理論是依據(jù)運動相對性原理和流動相似性原理。根相對性原理，飛行器在靜止空氣中飛行所受到的力，與飛行器靜止不動、空氣以相同速度吹來，兩者的作用效果是一樣的。依據(jù)相似性原理，將飛行器按著相似比例關系成幾何相似的小尺寸度模型，其保持了某些重要的參數(shù)一致性，試驗中氣流速度在一范圍內也可以低于飛行速度，并可以根據(jù)試驗結果推算出真實飛行時作用于飛行器上力。由于風洞尺寸、結構、材料、模型、實驗氣體等方面的限制，風洞實驗要做到與實條件完全相似是不可能的。通常的風洞實驗，只是一種部分相似的模擬實驗。因此，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]較大雷諾數(shù)下方柱繞流的數(shù)值模擬[J]. 肖姚,秦浩,宋文武,胡帥.  動力工程學報. 2017(08)
[2]動力學模態(tài)分解和本征正交分解對圓柱繞流穩(wěn)定性的分析[J]. 葉坤,武潔,葉正寅,屈展.  西北工業(yè)大學學報. 2017(04)
[3]垂直軸風力機葉片的流固耦合作用研究[J]. 孫芳錦,梁爽,馮旭.  熱能動力工程. 2015(04)
[4]風力機分離式尾緣襟翼氣動性能[J]. 韓中合,賈亞雷,李恒凡,李秋菊,劉華新,朱霄珣.  農業(yè)工程學報. 2014(20)
[5]尾緣加厚的DU系列翼型氣動性能數(shù)值分析[J]. 徐浩然,楊華,劉超.  農業(yè)工程學報. 2014(17)
[6]基于POD方法的二維方柱低雷諾數(shù)繞流流場分析研究[J]. 王掩剛,陳俊旭,先松川.  西北工業(yè)大學學報. 2014(04)
[7]脈動流方柱繞流特性研究[J]. 林緯,喻九陽,鄭小濤,聶思皓,徐成.  工程熱物理學報. 2014(02)
[8]垂直軸風力機動態(tài)特性及氣動性能[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌.  排灌機械工程學報. 2014(02)
[9]基于RBF動網格方法和改進粒子群優(yōu)化算法的多段翼型優(yōu)化[J]. 白俊強,劉南,邱亞松,陳迎春,李亞林,周濤.  航空學報. 2013(12)
[10]基于等離子體激勵的飛翼布局飛行器氣動力矩控制[J]. 杜海,史志偉,倪芳原,程瑞斌,戴新喜.  航空學報. 2013(09)

博士論文
[1]湍流發(fā)生器內部流動及中濃紙漿泵試驗研究[D]. 葉道星.江蘇大學 2015
[2]大跨度變截面連續(xù)鋼箱梁橋渦激振動計算方法研究[D]. 秦浩.西南交通大學 2015

碩士論文
[1]升力型、升阻型垂直軸風力機流場計算及性能預測[D]. 史廣泰.蘭州理工大學 2013



本文編號：2980268