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题名凹/凸处理后平板绕流特性的数值模拟研究
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作者
李石清
蔡书轩
夏美华
罗振兵
韩艳
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机构
先进工程材料与结构力学行为及智能控制湖南省高校重点实验室
长沙理工大学土木与环境工程学院
国防科技大学空天科学学院
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出处
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1077-1098,共22页
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基金
国家自然科学基金(52408506)
长沙理工大学土木工程重点学科创新性项目(23ZDXK14)资助。
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文摘
采用数值模拟方法,在雷诺数为26400时,研究了18组不同凹/凸程度平板的绕流特性,分析了凹/凸平板的平均阻力系数(C_(D,mean))、脉动升力系数(C_(L,rms))和斯托罗哈数(Strouhal number,St)随凹/凸程度变化的规律,从壁面压力和流场角度剖析了气动特性变化的机理.结果表明:对矩形平板两侧纵边进行凹/凸处理可改变其流场与气动力特性.凸处理时,随着平板上凸程度的增加,其平均阻力系数逐渐减小,脉动升力系数呈先减小后增大再减小的趋势,斯托罗哈数呈逐渐增大趋势,凸处理后平板的平均阻力系数与脉动升力系数均小于矩形平板的基准数值,当上凸高度与矩形宽度之比(H^(*)/D)为0.15时,凸平板的脉动升力系数最小,约为0.005,相较于矩形平板降幅达99.2%,几乎完全抑制了升力脉动.凹处理时,随着平板下凹程度的增加,其平均阻力系数与脉动升力系数均呈现先增大再减小的趋势,但斯托罗哈数未出现明显变化,凹处理后平板的平均阻力系数与脉动升力系数均大于矩形平板的对应值,平均阻力系数在下凹高度与矩形宽度之比为0.25时达到峰值1.278,涨幅达20.2%;凹平板的脉动升力系数在凹进高度与矩形宽度之比为0.35时达到峰值1.273,涨幅达102%.
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关键词
矩形平板
凹/凸程度
气动外形
气动力特性
尾涡特征
数值模拟
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Keywords
flat plate
concavity
convexity level
aerodynamic shape
aerodynamic force characteristics
characteristics of trailing vortices
numerical simulation
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分类号
O3
[理学—力学]
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