基于γ-Re_(θt)转捩模型的高雷诺数旋转圆柱绕流数值研究

1

作者 徐一航 陈少松 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1193-1203,共11页

采用γ-Re_(θt)转捩模型对高雷诺数下旋转圆柱绕流的壁面边界层的流动特征以及边界层的转捩现象进行数值模拟,用Re=5.0×10^(3)时的旋转圆柱绕流问题作为算例与直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果进行了对比,验... 采用γ-Re_(θt)转捩模型对高雷诺数下旋转圆柱绕流的壁面边界层的流动特征以及边界层的转捩现象进行数值模拟,用Re=5.0×10^(3)时的旋转圆柱绕流问题作为算例与直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果进行了对比,验证了γ-Re_(θt)转捩模型在模拟旋转圆柱绕流问题方面的准确性。然后分别对亚临界区、临界区和超临界区的旋转圆柱绕流问题进行数值模拟,分析了不同雷诺数和不同相对转速下旋转圆柱绕流的近壁面流动特征及表面时均压力系数、时均摩擦力系数,总结了圆柱表面绕流转捩位置相对转速的变化规律。结果表明,当自由来流雷诺数一定时,圆柱下表面来流与线速度方向一致处的转捩点随相对转速的增加而后移,圆柱上表面来流与线速度方向相反处的转捩点随相对转速的增加而前移。圆柱上表面来流与线速度方向相反处的流动分离是由于壁面黏性摩擦和逆压梯度共同作用下导致动能下降的结果,并且壁面的运动方向与主流方向相反更加剧了黏性摩擦对动能的耗散。圆柱下表面来流与线速度方向一致处的流动分离是由于背风面的逆压梯度致使壁面附近流体无法继续跟随壁面运动而产生回流的结果。 展开更多

关键词 旋转圆柱绕流 γ-Re_(θt)转捩模型 转捩现象 流动分离

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旋转圆柱绕流的流场特性 被引量：18

2

作者 何颖 杨新民 +2 位作者 陈志华 刘波 易文俊 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期501-508,共8页

在亚临界区Re=1.4×10^5条件下,基于大涡模拟（LES）方法对均匀来流作用下的旋转圆柱绕流进行了数值模拟。通过与非旋转时的实验和计算结果比较,验证了文中计算的准确性。在此基础上,对不同转速条件下（0≤α≤2,α为圆周线速度与... 在亚临界区Re=1.4×10^5条件下,基于大涡模拟（LES）方法对均匀来流作用下的旋转圆柱绕流进行了数值模拟。通过与非旋转时的实验和计算结果比较,验证了文中计算的准确性。在此基础上,对不同转速条件下（0≤α≤2,α为圆周线速度与自由来流速度的比值）的圆柱绕流进行了数值研究。结果表明,圆柱旋转可以有效地抑制其旋涡脱落,随着转速的增加,可大幅提高其升阻比,主要表现为阻力系数减小而升力系数线性增大。当α=2时,阻力系数和升力系数在经过短暂过渡期后达到稳定。 展开更多

关键词 高雷诺数 旋转圆柱 圆柱绕流

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旋转圆柱绕流的PIV实验研究 被引量：14

3

作者 孙姣 张宾 +1 位作者 唐湛棋 陈文义 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期81-90,共10页

投弃式海流剖面仪(Expendable Current Profiler,XCP)周围流场是典型的旋转圆柱绕流。探头周围流场对探头的运动状态起决定性作用,这直接关系到探头的测量性能,因此有必要对旋转圆柱周围流场进行实验研究。实验在循环水槽中进行,通过PI... 投弃式海流剖面仪(Expendable Current Profiler,XCP)周围流场是典型的旋转圆柱绕流。探头周围流场对探头的运动状态起决定性作用,这直接关系到探头的测量性能,因此有必要对旋转圆柱周围流场进行实验研究。实验在循环水槽中进行,通过PIV对雷诺数保持不变(Re=1000)、不同圆柱旋转速度比(α=0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)的圆柱下游尾流场进行研究。通过选取不同旋转速度比的任一时刻的瞬态流场,来分析旋转对圆柱尾流结构的影响。为了获得流场的频率信息,对所获得流场信息进行能谱分析来获取涡旋的脱落频率,并进一步使用正交模态分解对流场进行分析,给出了流场主要拟序结构及其能量与转速比的变化趋势。发现圆柱旋转改变圆柱尾流结构,使尾迹尺度变小。在旋转速度比0≤α≤2.0时,存在明显的周期性涡旋脱落,并且涡旋脱落的频率有逐渐升高的趋势;而且当转速比2.0<α≤5.0时尾迹流场的周期性减弱,涡旋脱落变得不明显,流场表现出低频、剪切层的区域特征。随着转速变大,涡旋尺度变小。在较高旋转速度比时,流场中能量被重新分布。 展开更多

关键词 旋转圆柱 转速比 涡旋脱落频率 涡旋尺度 正交模态分解 PIV测量

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旋转圆柱对翼型气动特性影响的数值模拟研究 被引量：9

4

作者 龚志斌 李杰 张辉 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期254-258,共5页

采用数值模拟的方法研究了旋转圆柱对NACA0015翼型气动特性的影响,着重分析了前缘旋转圆柱转速比和缝隙大小对翼型升阻特性的作用规律以及不同安装位置的高速旋转圆柱结合简单襟翼偏转下的翼型气动力特性。结果表明,高速旋转的圆柱代替... 采用数值模拟的方法研究了旋转圆柱对NACA0015翼型气动特性的影响,着重分析了前缘旋转圆柱转速比和缝隙大小对翼型升阻特性的作用规律以及不同安装位置的高速旋转圆柱结合简单襟翼偏转下的翼型气动力特性。结果表明,高速旋转的圆柱代替翼型前缘可以有效地抑制翼型背风区的流动分离,延缓边界层的发展从而改善翼型气动特性。前缘旋转圆柱理想的转速比在4附近,缝隙在2.5mm至1.5mm之间可以满足使用要求。简单襟翼结合前、后缘高速旋转圆柱情况下翼型的气动力特性可以比拟精心设计的多段翼型。旋转圆柱具有增升减阻效果显著,需要主动输入的能量极少等优点,是一种具有良好应用前景的边界层流动控制技术。 展开更多

关键词 数值模拟 旋转圆柱 缝隙 襟翼偏转

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无限长同心旋转圆柱间临界界Taylor数的计算 被引量：3

5

作者 徐海波 朱均 沈允文 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第3期471-476,共6页

本文利用原始变量法计算了无限长同心旋转圆柱间的流体流动的临界Ｔａｙｌｏｒ数，讨论了涡动失稳的临界值与间隙比的关系，分析了速度场的变化．计算结果表明，无限长同心旋转圆柱中Ｔａｙｌｏｒ涡动失稳的临界值与间隙比成反比关系，... 本文利用原始变量法计算了无限长同心旋转圆柱间的流体流动的临界Ｔａｙｌｏｒ数，讨论了涡动失稳的临界值与间隙比的关系，分析了速度场的变化．计算结果表明，无限长同心旋转圆柱中Ｔａｙｌｏｒ涡动失稳的临界值与间隙比成反比关系，间隙越小，失稳的临界转速越高，大间隙下流体流动容易变成湍流，并且在一个给定的间隙比下，临界状态时，其涡动的轴向波长是一个定数． 展开更多

关键词 N-S方程 湍流 泰勒数 旋转圆柱

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旋转圆柱尾涡及受力计算方法研究 被引量：5

6

作者 郭春雨 宋妙妍 +2 位作者 常欣 王恋舟 薛嵘 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1943-1950,共8页

为了研究旋转圆柱的三维流场和受力特性,本文采用沉浸边界-格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),对均匀来流条件下旋转圆柱进行了数值模拟,分析了不同相对转速和雷诺数的影响。结果表明旋转作用使尾涡与流动方向之间产生一定夹角,相对转速的增大... 为了研究旋转圆柱的三维流场和受力特性,本文采用沉浸边界-格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),对均匀来流条件下旋转圆柱进行了数值模拟,分析了不同相对转速和雷诺数的影响。结果表明旋转作用使尾涡与流动方向之间产生一定夹角,相对转速的增大致使停滞点向上移动,并且影响柱体周围流速的损失。相对转速在1~2存在临界点,临界点前后速度波动范围发生改变。雷诺数能改变正负涡的脱落状态,增加柱体尾涡的三维性,并对升阻力产生相反的影响。计算结果验证了IB-LBM在处理旋转问题时的可行性,当前结果与文献中的结果相吻合。 展开更多

关键词 旋转圆柱 漩涡脱落 三维效应 格子玻尔兹曼 沉浸边界法 升阻力系数 压力系数 功率谱

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绕旋转圆柱流动涡尾流结构和临界状态特性 被引量：5

7

作者 凌国平 凌国灿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期8-16,共9页

采用作者提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法，结合高阶隐式差分格式，和以修正的不完全ＬＵ分解为预处理器的共轭梯度法作求解器．系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，旋转速度比ａ∈（０．５，３．２５）范围内，绕... 采用作者提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法，结合高阶隐式差分格式，和以修正的不完全ＬＵ分解为预处理器的共轭梯度法作求解器．系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，旋转速度比ａ∈（０．５，３．２５）范围内，绕旋转圆柱从突然起动到充分发展，长时间内尾流旋涡结构和阻力、升力系数的变化规律．计算所得流动图案与实验流场显示符合很好．数值试验证实了临界状态的存在，并首次给出了临界状态时的旋涡结构特性。 展开更多

关键词 旋转圆柱 涡尾流 有限差分法 涡法

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旋转圆柱目标的动态散斑统计特性(英文) 被引量：2

8

作者 武颖丽 吴振森 张耿 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期331-337,共7页

高斯光束照射以固定角速度旋转的粗糙圆柱体表面,反射空间形成随着被测表面运动变化的动态散斑。研究了照射面积大于圆柱曲面条件下在远场衍射区形成的动态散斑统计特性,得到了不同入射条件及不同圆柱时动态散斑强度起伏空间-时间归一... 高斯光束照射以固定角速度旋转的粗糙圆柱体表面,反射空间形成随着被测表面运动变化的动态散斑。研究了照射面积大于圆柱曲面条件下在远场衍射区形成的动态散斑统计特性,得到了不同入射条件及不同圆柱时动态散斑强度起伏空间-时间归一化相关函数。结果表明:随着圆柱半径、旋转速度以及照射光斑有效面积的增大,动态散斑强度起伏相关性快速减小;当圆柱旋转速度恒定,动态散斑光强起伏相关函数的峰值随着探测点之间距离的增大而减小,但峰值的位置随之而增大;在近似点照射情况下随着圆柱半径的增大空间相关长度基本不变,而相关时间性明显增大。 展开更多

关键词 动态散斑 高斯光束 相关函数 旋转圆柱

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超临界雷诺数下旋转圆柱绕流的三维大涡 被引量：5

9

作者 程友良 汪辉 赵洪嵩 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第7期1094-1100,共7页

超临界雷诺数状态下,圆柱下游紊流边界层的分离会导致RANS算法在求解过程中遇到一定的困难,而在工程实际中,特别是在海洋能发电塔架、风力机钝尾缘处发生的钝头体绕流均处于超临界雷诺数状态。因此,文章基于Fluent模拟软件使用大涡模拟(... 超临界雷诺数状态下,圆柱下游紊流边界层的分离会导致RANS算法在求解过程中遇到一定的困难,而在工程实际中,特别是在海洋能发电塔架、风力机钝尾缘处发生的钝头体绕流均处于超临界雷诺数状态。因此,文章基于Fluent模拟软件使用大涡模拟(LES)方法,对超临界雷诺数为3.5×106时,不同比转速的旋转圆柱进行三维数值模拟,并分析其水动力学特性。文章将模拟结果与相关文献的研究结果进行比较,验证了模拟结果的准确性。研究结果表明,由马格努斯效应产生的升力对旋转圆柱下游卡门涡街的发展具有抑制作用,当比转速大于10时,旋转圆柱下游不再发生有规律的卡门涡街。 展开更多

关键词 超临界雷诺数 旋转圆柱绕流 三维大涡模拟 马格努斯效应 水动力学特性

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MILU-CG方法和绕旋转圆柱流动的数值研究 被引量：3

10

作者 凌国平 凌国灿 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第8期731-739,共9页

本文采用以修正的不完全ＬＵ分解作预处理器的共轭梯度法（ＭＩＬＵ＿ＣＧ），结合高阶隐式差分格式，改进了作者（１９９２）提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法（ＨＤＶ）·系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，... 本文采用以修正的不完全ＬＵ分解作预处理器的共轭梯度法（ＭＩＬＵ＿ＣＧ），结合高阶隐式差分格式，改进了作者（１９９２）提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法（ＨＤＶ）·系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，２００，旋转速度比α∈（０５，３２５）范围内，绕旋转圆柱从突然起动到充分发展，长时间内尾流旋涡结构和阻力、升力系数的变化规律·计算所得流线与实验流场显示相比，完全吻合·首次揭示了临界状态时的旋涡结构特性。 展开更多

关键词 旋转圆柱 涡结构 MILU-CG法 非定常流动

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水平高速旋转圆柱表面对流换热的实验研究 被引量：4

11

作者 杨泽亮 卓献荣 +1 位作者 杨承 宋耀祖 《工业加热》 CAS 2002年第5期17-20,共4页

应用红外热像技术研究了在静止空气的大空间环境下水平旋转圆柱表面的对流换热与转速的关系。在本文的实验范围内 ,当Re在 730 0以下时 ,对流换热随Re的增大而迅速增加 ,Re超过 730 0时 ,其增加速度逐渐变缓 ,当Re增大到 96 0 0时 ,对... 应用红外热像技术研究了在静止空气的大空间环境下水平旋转圆柱表面的对流换热与转速的关系。在本文的实验范围内 ,当Re在 730 0以下时 ,对流换热随Re的增大而迅速增加 ,Re超过 730 0时 ,其增加速度逐渐变缓 ,当Re增大到 96 0 0时 ,对流换热反而随Re的增加而减弱。实验结果与理论分析一致。 展开更多

关键词 水平高速旋转圆柱 实验研究 对流换热 转速

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附加旋转圆柱涡激振动发电装置能量获取性能研究 被引量：1

12

作者 及春宁 孔令臣 +2 位作者 徐晓黎 韩涛 许栋 《港工技术》 2022年第6期38-44,71,共8页

应用基于嵌入式迭代浸入边界法,数值模拟了附加旋转圆柱的海流能利用装置的涡激振动,研究了能量利用效率CP,harness随俘能阻尼比ζharness、附加圆柱的无量纲转速α和方位角θ的变化规律,得到了能量利用效率优化参数组合。进一步研究了... 应用基于嵌入式迭代浸入边界法,数值模拟了附加旋转圆柱的海流能利用装置的涡激振动,研究了能量利用效率CP,harness随俘能阻尼比ζharness、附加圆柱的无量纲转速α和方位角θ的变化规律,得到了能量利用效率优化参数组合。进一步研究了能量利用效率随组合参数α/θ的变化规律,给出了拟合关系式,定性分析了拟合公式系数随影响参数的变化规律。 展开更多

关键词 涡激振动 能量利用 主动流动控制 附加旋转圆柱

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Magnus效应旋转圆柱水动力性能分析

13

作者 韩阳 王于 +2 位作者 王超 郭春雨 张佐天 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期528-535,共8页

为研究Magnus效应旋转圆柱水动力性能,采用大涡模拟(LES)模型对Magnus效应旋转圆柱进行数值模拟,分析旋转圆柱的长径比、转速比、雷诺数对其升力及三维流场的影响,模拟旋转圆柱升阻力变化趋势和尾部流场涡的脱落过程。结果表明:当转速... 为研究Magnus效应旋转圆柱水动力性能,采用大涡模拟(LES)模型对Magnus效应旋转圆柱进行数值模拟,分析旋转圆柱的长径比、转速比、雷诺数对其升力及三维流场的影响,模拟旋转圆柱升阻力变化趋势和尾部流场涡的脱落过程。结果表明:当转速比大于1.5时,旋转圆柱的升阻比随长径比一直增加;升阻比随转速比的变化规律是以1.7为界先升后降;旋转圆柱脱落的旋涡轨迹与来流形成一定的夹角,且角度会随转速比逐渐增大;当转速比大于1.75时,卡门涡街消失,旋转圆柱尾涡长度逐渐缩短,最终只有圆柱上表面发生涡旋脱落,下表面的涡不再脱落,附着在圆柱表面;雷诺数会改变旋转圆柱尾部流场,使升阻比先增加,达到峰值后以相反趋势下降。 展开更多

关键词 Magnus效应 旋转圆柱 大涡模拟 长径比 升阻比 卡门涡街

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两个同心旋转圆柱之间的两种流体的交界面几何形状问题

14

作者 李开泰 史峰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2008年第10期1237-1248,共12页

研究两个同心旋转圆柱之间的两种流体的交界面几何形状问题.利用张量分析工具,给出了忽略耗散能量影响下交界面几何形状是一种能量泛函的临界点,其对应的Euler-Lagrange方程是1个非线性椭圆边值问题.对于粘性引起的耗散能量不能忽略的... 研究两个同心旋转圆柱之间的两种流体的交界面几何形状问题.利用张量分析工具,给出了忽略耗散能量影响下交界面几何形状是一种能量泛函的临界点,其对应的Euler-Lagrange方程是1个非线性椭圆边值问题.对于粘性引起的耗散能量不能忽略的情况下,同样给出了1个带有耗散能量的能量泛函,其临界点是交界面几何形状,相应的Euler-Lagrange方程也是1个二阶的非线性椭圆边值问题.这样,交界面几何形状问题转化为求解非线性椭圆边值问题. 展开更多

关键词 两种流体 交界面 NAVIER-STOKES方程 两个同心旋转圆柱

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附加旋转圆柱的涡激振动发电装置水动力特性研究

15

作者 丁广佳 及春宁 +2 位作者 徐晓黎 许栋 吕迎雪 《中国港湾建设》 2022年第11期7-13,共7页

基于嵌入式迭代浸入边界法,数值模拟了附加旋转圆柱的海流能利用装置的涡激振动,研究了系统水动力参数(升力系数均方根值C_(L,rms)、阻力系数均值C_(D,mean)和均方根值C_(D,rms)、最大无量纲振幅Y_(max)/D)随俘能阻尼比ζ_(harness)、... 基于嵌入式迭代浸入边界法,数值模拟了附加旋转圆柱的海流能利用装置的涡激振动,研究了系统水动力参数(升力系数均方根值C_(L,rms)、阻力系数均值C_(D,mean)和均方根值C_(D,rms)、最大无量纲振幅Y_(max)/D)随俘能阻尼比ζ_(harness)、附加圆柱的无量纲转速α和方位角θ的变化规律。进一步研究了最大无量纲振幅Y_(max)/D随组合参数α/θ的的变化规律,给出了拟合关系式,定性分析了拟合公式系数随影响参数的变化规律。 展开更多

关键词 涡激振动 发电装置 水动力特性 主动流动控制 附加旋转圆柱

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串列双旋转圆柱群绕流特性及互扰效应研究

16

作者 涂佳黄 黄林茜 +3 位作者 肖毅凡 吴苏莉 彭世中 吴楷 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1315-1326,共12页

本文基于Fluent计算软件,对Re=200条件下,串列双旋转圆柱三维绕流问题进行数值模拟研究。探究不同间距比(L/D=1.5-5.0)和旋转速率(α=0.0-4.0)对旋转圆柱流体力系数、表面压力系数、流场特性以及涡脱落的影响。研究表明:流向涡主要由下... 本文基于Fluent计算软件,对Re=200条件下,串列双旋转圆柱三维绕流问题进行数值模拟研究。探究不同间距比(L/D=1.5-5.0)和旋转速率(α=0.0-4.0)对旋转圆柱流体力系数、表面压力系数、流场特性以及涡脱落的影响。研究表明:流向涡主要由下游圆柱产生,当旋转速率较小(α<2)时为大涡结构,当α≥2时则转变为混合交错排列的小尺度结构;展向涡则主要由上游圆柱产生将下游圆柱包裹在内;圆柱旋转会导致尾流呈现不对称模态,尾涡向下侧发生偏移,随着转速的增加,圆柱表面以负压为主,吸力会增大从而抑制尾流的产生;随着α增大,上、下游圆柱阻力系数平均值变化规律相反,而升力系数均方根值变化规律相同;旋转速率对上游圆柱的阻力系数成分的影响较大,导致阻力系数平均值发生异号;仅在小间距比工况下下游圆柱阻力系数平均值会发生异号;当旋转速率较大时,上、下游圆柱的斯托罗哈尔数均会趋于0,随L/D增大其变化速度会加快。 展开更多

关键词 串列双旋转圆柱 间距比 旋转速率 尾流结构 流体力系数

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层流状态下旋转圆柱绕流数值模拟研究 被引量：2

17

作者 刘二朋 林永水 +3 位作者 池晴佳 陈威 李晓彬 吴卫国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期1749-1761,共13页

基于CFD方法对层流状态不同雷诺数下的旋转圆柱绕流进行数值模拟,分析在不同转速比α(0≤α≤8)下尾流涡流、升力系数、阻力系数和斯特劳哈尔数的特性。随着转速比的增大,发现五种尾流结构形态(漩涡脱落、稳定尾流、反向稳定尾流、单边... 基于CFD方法对层流状态不同雷诺数下的旋转圆柱绕流进行数值模拟,分析在不同转速比α(0≤α≤8)下尾流涡流、升力系数、阻力系数和斯特劳哈尔数的特性。随着转速比的增大,发现五种尾流结构形态(漩涡脱落、稳定尾流、反向稳定尾流、单边涡和附着涡)。随着转速比的增大,平均升力系数先抛物线形式增大,然后线性增大,平均阻力系数减小,然后增大;斯特劳哈尔数随旋转比的增大而减小,且第二不稳定阶段的斯特劳哈尔数比第一不稳定阶段要小很多。随着雷诺数的增大,第一不稳定阶段的末尾向后移动,第二不稳定阶段的生成范围向前移动。 展开更多

关键词 旋转圆柱 数值模拟 水动力系数 尾流结构 旋转比

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参数摄动法求解同轴旋转圆柱体流体Navier-Stores方程的外解

18

作者 王笑岩 《辽宁省交通高等专科学校学报》 2010年第1期30-31,38,共3页

利用参数摄动法能够解出微分方程简洁近似解析解的优点,解出同轴旋转圆柱体流体Navier-Stores方程的外解。

关键词 参数摄动法 同轴旋转圆柱体 Navier-Stores

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不同流动状态下旋转圆柱扰流数值模拟研究 被引量：3

19

作者 唐卫国 陈威 +2 位作者 吴轶钢 陈硕 李晓彬 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2022年第2期247-253,共7页

文中利用Fluent软件对层流(Re=200)与湍流(Re=3900)两种流动状态下的旋转圆柱绕流进行数值模拟研究,分析了不同转速比α(0≤α≤8)下旋转圆柱绕流特性,对比研究升力系数C_(L)、阻力系数C_(D)、斯特劳哈尔数Sr及尾部涡流情况.结果表明:... 文中利用Fluent软件对层流(Re=200)与湍流(Re=3900)两种流动状态下的旋转圆柱绕流进行数值模拟研究,分析了不同转速比α(0≤α≤8)下旋转圆柱绕流特性,对比研究升力系数C_(L)、阻力系数C_(D)、斯特劳哈尔数Sr及尾部涡流情况.结果表明:随着旋转比的增加,两种流态下均发现了五种尾流结构形态,但在高旋转比下存在区别;水动力系数随旋转比的变化规律一致,升力系数均值增大,阻力系数均值先减小后增大,Sr随旋转比的增大而减小,且第二不稳定阶段的Sr值比第一不稳定阶段要小很多;与层流相比,湍流情况下升阻力系数均值(时间均值)随旋转比变化速率较缓,而Sr值随旋转比变化较快. 展开更多

关键词 旋转圆柱绕流 数值模拟 水动力系数 尾流结构 旋转比

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旋转圆柱绕流流场特性分析 被引量：5

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作者 徐一航 陈少松 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1900-1911,共12页

对雷诺数Re=20000~90000、相对转速α=0~0.72的旋转圆柱后方流场进行了实验测量,分析了旋转圆柱后方不同剖面处的速度分布规律和湍流度分布规律.采用LES方法对旋转圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析旋转圆柱周围流场特性和自由剪切层变... 对雷诺数Re=20000~90000、相对转速α=0~0.72的旋转圆柱后方流场进行了实验测量,分析了旋转圆柱后方不同剖面处的速度分布规律和湍流度分布规律.采用LES方法对旋转圆柱绕流问题进行了数值模拟,分析旋转圆柱周围流场特性和自由剪切层变化规律,最后通过理论模型对流场变化进行分析,得出如下结论:当圆柱逆时针旋转时,同一雷诺数下随着相对转速的增加,旋转圆柱尾迹区域下方速度突变处的位置随着相对转速的增加而上移,而上方速度突变处的位置不变,雷诺数的增加使旋转圆柱尾迹区域下方速度突变处位置有小幅度的下移.通过数值模拟发现,圆柱旋转之后,圆柱后方下侧涡的位置明显上移,且幅度较大.下方的自由剪切层有明显的上移,上方的自由剪切层位置变化较小.最后通过理论分析发现,圆柱后侧下方涡位置的上移对圆柱升力影响十分显著,在高雷诺数、低相对转速的条件下,旋转圆柱后侧下方涡位置的改变对旋转圆柱的升力、尾流区自由剪切层的变化起到了重要的影响. 展开更多

关键词 风洞实验 旋转圆柱绕流 大涡模拟 理论模型

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