中等雷诺数下倾斜方板绕流直接数值模拟

为探究倾斜正方形板(简称方板)的尾流特性,采用直接数值模拟方法对雷诺数Re为300,固定放置于均匀来流中的倾斜方板绕流进行模拟,研究方板的升阻力系数、三维尾涡结构和泄涡机制等流动特性。方板的边长-厚度比为50。讨论倾斜角度([0°,75°],0°对应方板垂直置于均匀来流的情况)对方板尾流的影响,结果表明:当Re为300,方板垂直于来流放置时,板后流动已经进入湍流状态;随着方板倾斜角度的增加,板后尾流由湍流状态先转换为准周期状态,再进入周期状态,最后在大角度倾斜时,板后尾流又返回湍流状态。

低雷诺数下自转圆盘绕流数值模拟研究

该文采用直接数值模拟方法探究绕中心轴旋转(自转)的圆盘尾流特性。将直径-厚度比为50的圆盘置于均匀来流中,绕流雷诺数Re_(s)(Re_(s)=U_(∞)D/ν,来流速度为U_(∞),圆盘直径为D,流体的运动黏性系数为ν)为175,旋转雷诺数Re_(r)(Re_(r)=ωD^(2)/2ν,圆盘自转角速度为ω)为0≤Re_(r)≤250。研究自转对圆盘尾涡形态、力系数和泄涡频率等流场特性的影响。研究结果显示,圆盘垂直固定于来流放置时,尾流表现为准周期平面对称态;圆盘开始自转后,尾流的平面对称性消失,呈现准周期旋转泄涡态;随着自转角速度增加,盘后尾流进一步发展成稳定螺旋态。根据尾流特性的变化得到,在一定程度上圆盘的自转可以稳定盘后的流场。

基于直接数值模拟方法的带有曲边的三角形板绕流研究

该文对流体垂直流过带有不同曲边的三角形薄板进行直接数值模拟。研究中使用共六种正面积Ar相同但边缘曲率不同的三角形薄板;其中边缘的曲率由参数k决定,k值越大,代表薄板的边缘曲率越大(k=0,0.3,0.4,0.5,0.8和1)。该文采用一个厚径比为?=50的圆盘作为基准圆,所有不同曲率的薄板都是由基准圆通过动网格变换得到的。由特征长度决定的雷诺数的值最高为250。在此参数范围内观察到了五种流动形态:稳定的几何对称流态、稳定的单平面对称流态、周期性的流动伴随平面对称的消失、周期性的平面对称态以及混沌状态。通过对临界雷诺数的分析发现,临界雷诺数随着曲率k的增大而减小,表明在同一雷诺数下减小薄板边缘的曲率可以增加流动的稳定性。