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圆柱绕流模拟国内外研究现状综述(2)

时间:2023-02-25 20:09来源:毕业论文
国内许多学者,也在前人的研究基础之上,对前人的实验、模拟以及数据等进行了总结,同时也对圆柱绕流问题进行了非常多的研究。马金花等[7]通过有限

    国内许多学者,也在前人的研究基础之上,对前人的实验、模拟以及数据等进行了总结,同时也对圆柱绕流问题进行了非常多的研究。马金花等[7]通过有限体积离散的方法对雷诺平均N-S方程的求解。湍流模拟采用了亚格子模型的大涡模拟模型,让湍流模型在流场中的小尺度结构,能够更加直观具体地被人们所看到,而且这种方法对计算机内存要求比较低。最后再与相关的实验结果进行对比,两者所得到的结果都比较的一致。

    涂程旭等[8]采用粒子图像测速技术,取了三个相差较大的高雷诺数,进行了圆柱绕流场实验。通过实验得到了圆柱下游一定范围内速度场、涡量场以及涡脱落现象,并利用图像描绘出了这几个参数在时间和空间上的规律。模拟结果表明:在这三种高雷诺数的条件下,圆柱后面会出现尾流区,区域的形状与弧线类似。当雷诺数增大,尾流区呈现出的是不断变小的趋势,但是主流对涡的拉伸和输运能力意想不到的提升了;涡脱落频率与雷诺数有关系,它与雷诺数成正比关系。在雷诺数较小时能够较为全面地捕捉到涡生成、脱落、耗散和发展过程。但是PIV采集器也有一定的不足之处,在大雷诺数的条件下,它不能够将涡脱落的整个过程完全的捕捉到。

    叶春明,吴文权[9][10]对二维圆柱绕流进行了数值模拟,并分析了二维圆柱绕流向混沌转捩的情形。他们使用较为新颖的方法:通过将时间拉长、使时间延迟的这样一种技术,同时还有二维与三维相结合的方法对速度时间序列重构相空间。他们还利用相空分析、队频率波谱分析还有Poincare映射等蛎线性动力系统理论方法,以及通过对混沌计量的计算,对不同雷诺数的N- S方程解的特征作总结。总结得出,解会依据雷诺数的不同而不同,从而具有周期性,并且有一个复杂的公叉途径向混沌转捩。通过有限差分方法求解涡量-流函数形式的N-S方程。他们还进行了当圆柱启动后流动分离的分析,旋涡生成的描绘,还有脱落以及随时间推进涡街产生和长期非定常演化过程。包括有相同的涡生成在圆柱的两侧,二次涡形成的结构,同时还有卡门涡街等。

    王汝权,陈彬[11]通过不同精度的差分格式在高Re数下得到计算结果,将这些结果与已经有的现结果进行对照比较,目的是为了了解在高Re数下不同格式的优缺点,得到合理选择计算格式。使其能够既计算精确,又相对节省时间。

  董双岭,吴颂平[12]经过对圆柱绕流数值模拟在较低雷诺数下所形成的卡门涡街观察研究,发现在较低雷诺数下的卡门涡街中,涡的形状并不是固定不变的,而是随着其向下游的发展是不停的改变,而且它也不是理想轴对称的。正是因为这样的原因,促使有限元法进行了相关的数值模拟。经过一系列的分析研究,得到了涡量等值线表示的涡的形状特征,并将这一系列的涡量等值线进行了对应的比较,从中可以得出结论:之所以会出现涡的形状随下游发展不停改变的这种情况,主要是因为涡量等值线与压力等值线之间的差异造成的。随后,他们还利用广义的茹柯夫斯基变换,对涡相对于轴对称的变形状态进行了分析描述。最后结果表明,根据不同的参数给除各自对应的运动学量表达式,两者对比的结果还是比较相吻合的。

陈斌,郭烈锦,杨晓刚[13]将面元法和离散涡法结合在一起,用来求解多圆柱绕流的问题。首先,用面元法模拟圆柱绕流的势流解,通过计算,得到了多个圆柱不同参数下的流线图。

他们发现,这样的方法在模拟势流的时候是非常有效且准确性较高的。在这样的基础之上,他们做了进一步的分析。按照一定分离规则引入点涡,并用离散涡方法有效地模拟了多圆柱绕流,将流场进行了很好的可视化。模拟之后将所得到的图形、数据进行了对比。结果表明,单圆柱和双圆柱后的流场有着天壤之别,双圆柱绕流的流型、速度矢量分布都与单圆柱绕流明显不一样,阻力和升力系数也明显增大。而且在多圆柱绕流中,当两个圆柱接近的时候,由于圆柱间的间隙流动是非常剧烈的,这样会导致两个圆柱发生互斥的作用,这点事非常值得关注的。 圆柱绕流模拟国内外研究现状综述(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_142107.html

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