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西南交通大学学报 2012年第5期47卷 826-831页

作者：何川段志强重庆大学动力工程学院重庆400044

为了探讨尾部隔板对圆柱绕流场的影响,采用有限体积法、非结构化网格和层流模型求解二维不可压缩N-S方程.在雷诺数为200的条件下,对背流面沿流动方向的对称线上,带薄板的圆柱绕流场进行了数值模拟,得到了流场速度云图、斯特劳哈尔数及... 详细信息

为了探讨尾部隔板对圆柱绕流场的影响,采用有限体积法、非结构化网格和层流模型求解二维不可压缩N-S方程.在雷诺数为200的条件下,对背流面沿流动方向的对称线上,带薄板的圆柱绕流场进行了数值模拟,得到了流场速度云图、斯特劳哈尔数及平均阻力系数随隔板长度的变化情况.研究结果表明:在圆柱尾部加入的隔板能有效改善旋涡的脱落情况,削弱尾迹区的能量耗散,同时降低绕流的斯特劳哈尔数.在板长与圆柱直径比为L/D≥7的情况下,加入的隔板使圆柱尾部的旋涡被拉伸为扁平结构并限定在隔板两侧,在扁平对涡的外侧形成类似流线型的流场结构;尾部的隔板也使绕流的阻力系数呈现下降的趋势,当L/D=7时,平均阻力系数下降了约40%.

关键词：圆柱绕流分离隔板旋涡脱落数值模拟

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非规则三角排列的三圆柱噪声特性与控制研究

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航空学报 2024年

作者：李勇叶剑海王成会温州大学机电工程学院

在开口射流风洞中，采用远场麦克风阵列和粒子图像测速仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对等直径三圆柱在不同对称/非对称排列方式下的噪声和流场进行了测试，并通过在圆柱后缘安装实心或多孔分离隔板对噪声进行了控制。实验风速U0=2... 详细信息

在开口射流风洞中，采用远场麦克风阵列和粒子图像测速仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对等直径三圆柱在不同对称/非对称排列方式下的噪声和流场进行了测试，并通过在圆柱后缘安装实心或多孔分离隔板对噪声进行了控制。实验风速U0=20 m/s～50 m/s，基于圆柱直径D的雷诺数ReD=2.7×104～6.8×104。噪声测试发现，对称中心排列的三圆柱总声压随中心位置圆柱2的流向位置x/H(H:法向布置的圆柱1和3圆心距离)在区间(-2,+2)呈现波峰与波谷的变化。同一风速下，波峰处(x/H=-1.75)与波谷处(x/H=-1.5或+0.5)的峰值噪声最大差值可达20 dB，且圆柱2位于上游位置(x/H0)。圆柱2沿圆柱1、3中心点等周长圆弧上布置时，三圆柱的噪声与流向布置角度变化不明显。控制研究发现，对于中心流向布置的三圆柱，在上游圆柱后缘安装合适分离隔板可以改变流场并抑制噪声。流向位置x/H=-2时，圆柱2后缘采用长度L/D=1或穿孔率σ=18.4%,L/D=2的分离隔板可降低三圆柱噪声12 dB，如继续偏转隔板到β=30o甚至可达20 dB。流向位置x/H=-2时，在圆柱1、3上安装同类型分离隔板。对于L/D=1的实心隔板，平均降噪5 dB，降噪效果不明显。L/D=2，σ=18.2%的分离隔板，随着偏转角度β增大，降噪效果逐渐增强。当偏转角度β≥20o以上时可降低噪声10 dB以上。PIV测试以及POD分析表明，实验中三圆柱布置方式下的噪声主要来自于上游圆柱涡脱落与下游表面上的涡-固干扰，分离隔板噪声抑制的机理是由于其显著抑制了上游圆柱的涡脱落，即抑制了流场中卡门涡街的形成。

关键词：三圆柱非规则三角排列流-致噪声分离隔板 PIV流场测试麦克风噪声测试

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低雷诺数下尾部隔板影响圆柱绕流的数值研究

低雷诺数下尾部隔板影响圆柱绕流的数值研究

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作者：段志强重庆大学

学位级别：硕士

圆柱绕流是一个复杂的流动现象，包含了钝体绕流的基本特征。在流体绕流圆柱的过程中，由于边界层的分离，会在圆柱尾部出现周期性的旋涡脱落，使圆柱发生涡致振动。剪切层的“夹带”作用和圆柱两侧相反符号涡量之间的相互作用是圆柱绕... 详细信息

圆柱绕流是一个复杂的流动现象，包含了钝体绕流的基本特征。在流体绕流圆柱的过程中，由于边界层的分离，会在圆柱尾部出现周期性的旋涡脱落，使圆柱发生涡致振动。剪切层的“夹带”作用和圆柱两侧相反符号涡量之间的相互作用是圆柱绕流旋涡生成、脱落，并最终形成卡门涡街的两个重要因素，为了阻止涡旋的交替作用，提出了一种背流面沿流动方向的对称线上带分隔板的减阻抗振结构。并采用有限体积法、非结构化网格，在Re＝200的较低雷诺数条件下，探讨了不同长度隔板对圆柱绕流的流场、斯特劳哈尔数和升阻力系数的影响。数值研究结果表明，圆柱后加分隔板能有效限制旋涡脱落，不同板长产生不同的限制效果。隔板长度大于五倍圆柱直径（即L/D≥5）的条件下，旋涡不再脱落，而是被拉伸为对称的扁平结构并限定在圆柱后部的隔板两侧，从而在扁平对涡的外侧形成一种类似于流线型的流场结构;绕流的斯特劳哈尔数随着隔板长度的增加经历了先减小后增大再减小的变化过程，在隔板长度为L/D＝1和L/D＝2时，出现极小值和极大值;随着隔板长度的增加，绕流的阻力系数呈现下降的趋势，当L/D＝5时，平均阻力系数下降了约27.8%。数值计算结果还表明，低雷诺数下圆柱绕流尾部脱落的旋涡也具有一定的三维特性。

关键词：圆柱绕流分离隔板旋涡脱落数值模拟

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