非对称粗糙带对单圆柱流致振动特性影响研究

本文采用非定常RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合FLUENT软件动网格技术和用户自定义函数功能编写程序,对大范围雷诺数下非对称粗糙带单圆柱流致振动进行数值模拟,并与实验数据对比,讨论了非对称粗糙带单圆柱流致振动的振幅、频率、尾涡模式和功率等。其主要结论有:非对称粗糙带单圆柱流致振动捕捉到了正负向不同的振幅值,粗糙带侧振幅值小;非对称粗糙带单圆柱振幅比曲线捕捉到了初始分支、上分支、上分支-驰振过渡分支和驰振分支;相对于光滑圆柱,非对称粗糙带对上分支有明显的拓宽作用;随雷诺数增大,尾涡模式由2S过渡为非对称的2P且尾涡被逐渐拉长;同对称粗糙带圆柱相比,非对称粗糙带圆柱流致振动在上分支有更大的输出功率;数值模拟得到的非对称粗糙带单圆柱流致振动最大输出功率为6.62 W,实验所得最大输出功率为7.29 W。