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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。
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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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职称材料
超临界雷诺数下旋转圆柱绕流的三维大涡
被引量：
5
2
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。
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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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职称材料
旋转圆柱绕流流场特性分析
被引量：
7
3
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.
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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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职称材料
题名
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
机构
南京理工大学能源与动力工程学院
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1193-1203,共11页
文摘
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。
关键词
旋转圆柱绕流
γ-Re_(θt)转捩模型
转捩现象
流
动分离
Keywords
rotating cylinder flow
γ-Re_(θt) model
transition phenomenon
flow separation
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
超临界雷诺数下旋转圆柱绕流的三维大涡
被引量：
5
2
作者
程友良
汪辉
赵洪嵩
机构
华北电力大学能源与动力工程学院
出处
《可再生能源》
CAS
北大核心
2017年第7期1094-1100,共7页
基金
2013海洋可再生能源专项资金(LNME2013JS01)
国家自然科学基金(11232012)
文摘
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。
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
Keywords
supercritical Reynolds number
flow around a rotating cylinder
large eddy simulation
Magnus effect
hydrodynamic characteristics
分类号
TK05 [动力工程及工程热物理]
O352 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
旋转圆柱绕流流场特性分析
被引量：
7
3
作者
徐一航
陈少松
机构
南京理工大学能源与动力工程学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1900-1911,共12页
文摘
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.
关键词
风洞实验
旋转圆柱绕流
大涡模拟
理论模型
Keywords
wind tunnel experiment
flow around rotating cylinder
large eddy simulation
theoretical model
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于γ-Re_(θt)转捩模型的高雷诺数旋转圆柱绕流数值研究
徐一航
陈少松
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
超临界雷诺数下旋转圆柱绕流的三维大涡
程友良
汪辉
赵洪嵩
《可再生能源》
CAS
北大核心
2017
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
旋转圆柱绕流流场特性分析
徐一航
陈少松
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
在线阅读
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职称材料
已选择
0
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参考文献
引证文献
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