两并列方柱绕流相互干扰的数值研究

用数值方法研究了绕流两并列方柱的气动力及其相互干扰· 使用了陈素琴等人提出的对流项用三阶逆风格式的带多重网格的改进的MAC方法,对两并列方柱的流场进行了模拟· 结果表明:两并列方柱在不同的间距比时其干扰特征有很大的不同,小间距比时出现双稳态偏流,流动并不对称于双方柱间隙的中心轴线,而是偏向其中的一个方柱·

并列方柱升阻力的被动流动控制研究

研究了Re数为200的情况下小方柱对并列双方柱的流动控制.并列双方柱的间隔比为1.5D(其中D为大方柱的边长),控制小方柱放置在并列双方柱下游L/D=1.0-2.0的位置;数值模拟采用分裂格式的有限元方法.结果表明,放置在适当位置的小方柱不仅可以显著抑制并列双方柱的漩涡脱落,而且可以降低脉动升阻力.

中等Reynolds数下并列方柱统流的数值模拟──MAC－AF1方法及其应用

本文通过采用ＭＡＣ－ＡＦ１方法求解原始变量二维不可压非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，对中等Ｒａｙｎｏｌｄｓ数绕流下的并列方柱绕流进行了数值模拟。通过对Ｒｅ＝３００、５００、１０００、２０００及间隙度为ｓ／ｈ＝２．３时并列方柱的数值计算表明：Ｒｅ数对横向力的变化频率毫无影响，恰好是单方柱绕流横向力变化频率的两倍。阻力的频率与横向力的频率相同，阻力的时间平均值基本上与Ｒｅ数无关，但随着Ｒｅ数的增大，阻力和横向力随时间变化的波动幅度稍微有所增加。本文计算的方柱阻力时间平均值和横向力的频率与实验值符合得很好。

并列切角方柱风致干扰效应的大涡模拟研究

针对并列切角高层建筑间的干扰影响问题,本文采用大涡模拟方法研究雷诺数22 000的均匀流场下并列切角(切角率10%)方柱的干扰效应。基于模型的网格收敛性分析及模型准确性验证,对比分析不同间距比下并列切角方柱的气动干扰效应和流场分布,并探寻风压干扰效应的影响规律和形成机理。结果表明:对于并列切角方柱,平均阻力系数主要呈放大效应,脉动升力系数主要呈减小效应。在并列切角方柱处于小间距(B/L=1.2)时,由于风与壁面的相互作用,产生风压力,风压力与方柱表面力叠加,对正压区域产生加强效果,表现为放大效应,对负压区域进行削弱,出现减小效应;当B/L=1.5时,结构干扰最剧烈,其中相邻立面后流场的切角处放大效明显,干扰因子最大值为2.58;当B/L≥4.0时,除相邻立面外的其他立面与切角干扰效应趋于消失;当B/L=8.0时,相邻立面仍然存在28%的放大效应。

并列多方柱风荷载特性的数值模拟研究

为探究并列多方柱的风荷载特性,文中采用SST k-ω湍流模型,对雷诺数为20000的均匀流场中的并列三方柱进行模拟,基于不同间距方柱的流场特性,归纳并总结了不同间距方柱的气动力系数变化规律和风压系数分布。结果表明小间距会产生偏流且抑制方柱的旋涡脱落,三个方柱的平均风特性均表现出明显的偏向性。当间距比达到2.0时,流场从偏流转变为对称偏压,旋涡脱落频率增大但脉动风特性仍然小于单方柱。方柱的气动力系数和风压系数在间距比4.0时近似于单方柱的值。研究结果可为并列多方柱的风荷载规范条文提供参考。

并列三方柱气动特性的试验研究

为了给实际土木工程中并列三方柱结构的抗风设计提供参考,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并研究了并列三方柱的升阻力系数、风压系数及斯托罗哈数随间距的变化规律。三方柱相邻两柱的间距与单方柱边长之比L/D的变化范围为1.2~8.0。研究结果表明:当1.2≤L/D≤2.0时,由于偏流现象的存在,两侧方柱的气动力不等,中间方柱会受到非0的平均升力作用;当L/D由2.0增加到2.5时,两侧方柱的脉动阻力会出现突升现象;当L/D由3.0增加到3.5时,中间方柱的脉动阻力和三方柱的脉动升力会出现突升现象。并列三方柱的旋涡脱落在1.2≤L/D≤2.0时受到了明显的抑制,在L/D≥2.5时比较明显,且对应的斯托罗哈数大致相等。

双排并列三方柱绕流数值模拟

采用有限体积法对雷诺数Re=2.2×104条件下双排并列三方柱绕流问题进行数值模拟,对横向桩距比L/D=1.5、2、2.5、3,纵向桩距比S/D=2、2.5、3共12种工况下绕流流场分别进行计算,得到了每种工况下各方柱绕流阻力系数值及其随桩间距的变化规律,同时分析了绕流流场的演变及方柱前后压差随桩间距的变化趋势,计算结果表明:多方柱绕流较单方柱已明显表现出群桩阻水效应,各方桩绕流参数变化幅度较大,流场演变相对复杂。