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周期性变形圆柱绕流特征的数值分析

空气动力学学报 2003年第4期21卷 424-431页

作者：胡文蓉童秉纲马晖扬中国科学院研究生院北京100039

应用有限体积法求解不可压缩二维N S方程,对在均匀来流中圆柱-椭圆柱周期性变形运动进行了数值模拟。对于两种典型状态,即雷诺数为40和100,本文描述了圆柱变形运动所引发的非定常流动随时间变化的过程,揭示了变形过程中柱体附近流场的... 详细信息

应用有限体积法求解不可压缩二维N S方程,对在均匀来流中圆柱-椭圆柱周期性变形运动进行了数值模拟。对于两种典型状态,即雷诺数为40和100,本文描述了圆柱变形运动所引发的非定常流动随时间变化的过程,揭示了变形过程中柱体附近流场的变化主要取决于由壁面压力梯度和壁面的切向运动加速度所产生的壁面涡量流,分析了不同变形频率和不同变形量对升力和阻力、旋涡形成及其运动的影响,并发现了频率锁定现象。

关键词：非定常流涡运动 N-S方程周期性变形有限体积法圆柱绕流

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微通道内单柱绕流特性的实验研究

工程热物理学报 2021年第7期42卷 1844-1850页

作者：季璨吕明明黄继凯段炼刘志刚齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院能源研究所济南250014

基于显微粒子成像测速(Micro-PIV)技术,对微通道内单柱绕流特性展开实验研究,分析了10绕流现象相比宏观尺度存在滞后,首次出现旋涡的第一临界Re约为10。随着Re的... 详细信息

基于显微粒子成像测速(Micro-PIV)技术,对微通道内单柱绕流特性展开实验研究,分析了10绕流现象相比宏观尺度存在滞后,首次出现旋涡的第一临界Re约为10。随着Re的增大,尾流区长度不断增加,旋涡尺度逐渐增大,旋涡中心位置向下游延伸。涡量强度随Re的增加而提高,涡量向下游扩散能力增强,高涡量区变窄。不同高度流层的速度场与涡量场存在差别,体现出三维效应。

关键词：微尺度绕流 Micro-PIV 速度场涡量场

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串列三圆柱绕流的时均压力分布与气动力

振动．测试与诊断 2019年第5期39卷 1011-1015,1133页

作者：杨群刘庆宽刘小兵石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043 石家庄铁道大学风工程研究中心石家庄050043

运用刚性模型测压风洞试验方法对单圆柱、不同间距串列双圆柱和串列三圆柱绕流的时均压力分布与气动力进行了研究。首先,进行单圆柱模型和不同间距串列双圆柱模型的绕流试验,试验的雷诺数为3.4×104;其次,通过与单圆柱进行对比,讨论了... 详细信息

运用刚性模型测压风洞试验方法对单圆柱、不同间距串列双圆柱和串列三圆柱绕流的时均压力分布与气动力进行了研究。首先,进行单圆柱模型和不同间距串列双圆柱模型的绕流试验,试验的雷诺数为3.4×104;其次,通过与单圆柱进行对比,讨论了气动干扰对串列三圆柱时均压力分布与时均阻力的影响规律;最后,通过与串列双圆柱进行对比,讨论了圆柱的数量对干扰规律的影响。试验结果发现,串列三圆柱的绕流存在两个完全不同的流态,其切换的临界间距(L/D)cr在3.5~4.0之间,两个流态下的时均压力分布与时均阻力存在明显的差异。本研究可对实际工程中串列圆柱结构的风荷载取值提供参考。

关键词：串列三圆柱绕流时均压力分布时均阻力风洞试验

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墩周绕流对抛石落距的影响

水利学报 2013年第2期44卷 232-237页

作者：齐梅兰魏金刘春光北京交通大学北京100044

动水中抛石常用于桥墩冲刷的应急防护。受墩周水流的影响,抛石沉降的着床点难以确定。本文研究了抛石落距受水流、桥墩绕流及抛石颗粒特性的影响规律,用量纲分析法建立了相关物理方程,通过大量多因素的水槽试验,观测了桥墩绕流不同区域... 详细信息

动水中抛石常用于桥墩冲刷的应急防护。受墩周水流的影响,抛石沉降的着床点难以确定。本文研究了抛石落距受水流、桥墩绕流及抛石颗粒特性的影响规律,用量纲分析法建立了相关物理方程,通过大量多因素的水槽试验,观测了桥墩绕流不同区域抛石落距规律,确定了方程式的系数及指数。各项试验均多次重复,对观测数据均进行了统计分析,以避免试验观测错误。研究表明,抛石落距与水流Fr数及水深h成正比,与抛石颗粒和水的相对密度差(ρs-ρ)/ρ及颗粒尺度dr成反比,并与墩雷诺数有关。墩周绕流阻力导致墩前抛石落距较均匀流条件下减小,绕流影响区内、外落距明显不同。

关键词：抛石落距圆柱墩绕流冲刷防护

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圆球绕流场的尾涡分析和升阻力研究

空气动力学学报 2004年第3期22卷 303-308页

作者：邹建锋任安禄邓见浙江大学玉泉校区力学系浙江杭州310027

采用自编的分块算法程序模拟了雷诺数在20～1000之间的圆球绕流场。在Re=25时捕捉到流动分离,与试验结果一致。对Re=250时稳态非对称尾流区内流体的输运情况进行研究,证实圆球绕流场中纵向对称面的存在。对于非稳态流动,主要研究了阻力... 详细信息

采用自编的分块算法程序模拟了雷诺数在20～1000之间的圆球绕流场。在Re=25时捕捉到流动分离,与试验结果一致。对Re=250时稳态非对称尾流区内流体的输运情况进行研究,证实圆球绕流场中纵向对称面的存在。对于非稳态流动,主要研究了阻力和横向力的时间变化规律,并分析了频谱特征。计算发现横向合力主要在横截面上两个很窄的区间内偏移。经过几种不同涡定义方法的优劣测试,本文采用Hunt等人介绍的Q-定义方法对非稳态绕流场的尾涡结构进行了直观描述。

关键词：绕流涡结构流场尾流定义方法对称横截面流动分离雷诺数阻力

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直升机旋翼桨叶绕流的欧拉方程计算

西北工业大学学报 1998年第4期16卷 594-598页

作者：王立群乔志德张茹西北工业大学空军领航学院

描述了求解直升机旋翼悬停流场的数值方法。利用悬停流场的准定常特性，采用有限体积空间离散和龙格库塔时间步进格式，在桨叶固连旋转坐标系下直接求解以相对物理参数为变量的三维无粘可压欧拉方程，没有附加任何尾迹模型，其中，应用... 详细信息

描述了求解直升机旋翼悬停流场的数值方法。利用悬停流场的准定常特性，采用有限体积空间离散和龙格库塔时间步进格式，在桨叶固连旋转坐标系下直接求解以相对物理参数为变量的三维无粘可压欧拉方程，没有附加任何尾迹模型，其中，应用了多项加快收敛技术。计算了二叶模型旋翼在亚、超音速的流动，并与相应的国外实验数据作了对比，吻合良好。表明应用欧拉方程能够模拟多叶旋翼的悬停流场。

关键词：旋翼欧拉方程直升机桨叶绕流

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带副翼的翼身组合体绕流的Euler方程解

北京航空航天大学学报 2000年第6期26卷 680-683页

作者：李津朱自强吴宗成陈泽民北京航空航天大学理学院北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系

提出了一种求解带副翼偏转的翼身组合体绕流的Euler方程计算方法 .将对接分区网格与分区求解算法相结合 ,有效地求解了绕此外形的复杂流动 .提出了一种满足通量守恒的内边界耦合条件 .数值方法中选用VanLeer分裂格式离散无粘通量项 ,并... 详细信息

提出了一种求解带副翼偏转的翼身组合体绕流的Euler方程计算方法 .将对接分区网格与分区求解算法相结合 ,有效地求解了绕此外形的复杂流动 .提出了一种满足通量守恒的内边界耦合条件 .数值方法中选用VanLeer分裂格式离散无粘通量项 ,并构造了一种限制器 (Limiter)函数以保证TVD性质 .数值算例表明本文方法是求解带操纵面偏转的翼身组合体绕流的有效方法 .

关键词：机翼空气动力学绕流偏转操纵面 EULER方程

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钝体绕流及其燃烧特性的研究

燃烧科学与技术 1998年第4期4卷 423-428页

作者：汪箭关胜晓范维澄中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室

在火灾中常见到一些钝体可燃物，与迎风面相比，其背风面烧毁的程度要严重得多，以及仅在背风面有过火痕迹等燃烧现象，如森林火灾中的树干，建筑火灾中的柱体也有类似问题。本文针对这些火灾特性，进行了钝体绕流及其燃烧特性的实验和... 详细信息

在火灾中常见到一些钝体可燃物，与迎风面相比，其背风面烧毁的程度要严重得多，以及仅在背风面有过火痕迹等燃烧现象，如森林火灾中的树干，建筑火灾中的柱体也有类似问题。本文针对这些火灾特性，进行了钝体绕流及其燃烧特性的实验和计算机模拟研究。

关键词：钝体绕流燃烧性能计算机模拟火灾特性

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透水鱼礁型潜堤内部流场及绕流特性模拟

同济大学学报（自然科学版） 2023年第7期51卷 1073-1084页

作者：匡翠萍郑宇华顾杰韩雪健同济大学土木工程学院上海200092 上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

为探究透水鱼礁型潜堤近区绕流结构的形态和水动力特性,通过水槽试验和数值模拟对均匀来流作用下单体鱼礁型潜堤近区绕流结构展开精细化研究。水槽试验采用粒子图像测速技术获得礁体内外的三维湍流特征,内部湍流在时均流场中呈现出横向... 详细信息

为探究透水鱼礁型潜堤近区绕流结构的形态和水动力特性,通过水槽试验和数值模拟对均匀来流作用下单体鱼礁型潜堤近区绕流结构展开精细化研究。水槽试验采用粒子图像测速技术获得礁体内外的三维湍流特征,内部湍流在时均流场中呈现出横向对称的连续涡旋结构,揭示了鱼礁型潜堤表面的穿孔设计增强礁体内外水交换的流动机制。基于有限体积法建立了三维水槽数学模型,采用标准k-ε、重整化群k-ε、可实现k-ε和大涡模拟4种典型湍流模型模拟鱼礁型潜堤绕流流场,并根据试验结果评估各湍流模型的计算精度和效率。数值结果表明:大涡模拟方法对Navior-Stokes方程直接求解大涡的优势使其对礁体内部的流动分离现象预测最为精确,但模型计算效率最低;可实现k-ε模型对礁体结构内外的流速和涡旋分布的模拟基本反映了实测结果,且计算效率最高,是在计算能力有限时最适用于模拟透水鱼礁型潜堤的湍流模型。

关键词：鱼礁型潜堤绕流涡旋结构粒子图像测速湍流模型