小圆柱控制主圆柱涡脱落的详细流动结构数值研究

采用覆盖网格分区算法[1] ,求解小马赫数下的可压缩 Navier- Stokes方程 ,详细计算小圆柱控制主圆柱涡脱落的流场结构。主要考察了在 Re≤ 80 0的范围内 ,小圆柱的位置。

附加杆对圆柱水动力特性的干扰作用分析

钝体绕流是海洋工程中常见的流动现象。圆柱作为具有代表性钝体结构,可用于探究钝体尾流控制或水动力优化方法的经典力学模型。本文采用高精度数值方法研究了紊流状态下附加小直径杆对圆柱水动力特性的影响特性。模拟中,2个控制杆的直径为d/D=0.04(d为控制杆直径,D为圆柱直径),对称布置在圆柱流动分离产生的分离剪切层内(x/D,y/D)=(0.7D,±0.7D)处。模拟结果显示,相比单一圆柱,在圆柱尾流区增设控制杆后,控制杆所产生的扰动显著改变剪切层的动力特性和尾流的拓扑结构,回流区长度比单个圆柱明显缩短,作用在圆柱的水动力显著提高。通过流场可视化结果,可以观察到近尾流区湍流强度的明显增强效应,显示在紊流条件下附加控制杆对圆柱水动力特性产生的影响不同于层流条件下的结果。