基于Fluent的圆柱绕流计算分析

使用计算流体力学软件FLUENT,模拟均匀来流绕固定圆柱的流动,模拟不同的雷诺数时的圆柱绕流流动,得到流场的速度矢量图和流函数等值线图及涡街图.通过计算分析得到：当雷诺数不同时,流体的流动表现出一系列不同的构造.在雷诺数约为20和40前后流场有明显变化.其中当雷诺数小于20时,流动基本不分离;当大于20小于40时,圆柱后出现固定的漩涡;当大于40时,漩涡开始变得不稳定,随着雷诺数的增大逐渐发展成两排周期性摆动和交错的旋涡.     

近平板圆柱绕流的边界元分析

应用边界元方法,对低雷诺数粘性不可压流体的半无界近平板圆柱绕流问题进行数值模拟,得到圆柱表面的压力、面力分布规律,给出数值模拟的圆柱绕流的注场,数值计算与理论分析和实验结果比较完全一致。     

圆柱和带圆弧圆柱绕流的二维数值模拟

文章采用计算流体动力学软件Fluent中的SST k-ω湍流模型在雷诺数为6.8×10~4的条件下对圆柱和带圆弧圆柱的绕流情况进行二维数值模拟。首先计算了圆柱的阻力力系数与斯托罗哈数并与参考文献进行对比,以保证网格划分与边界条件的正确性。之后对不同角度下的带圆弧圆柱进行了数值计算,得到了绕流流线图、升力系数、阻力系数、斯托罗哈数、驰振力系数,并与圆柱的计算结果进行比较。研究结果表明:在不同角度下,带圆弧圆柱的模拟结果与圆柱相比差异明显;带圆弧圆柱的驰振力系数存在小于零的区域,有发生驰振的可能性。     

三角形微沟槽壁面湍流减阻的数值研究

针对三角形微沟槽壁面的流动减阻问题,应用RNG k-ε湍流模型对近壁处湍流进行描述,研究不同来流速度与雷诺数对微沟槽减阻效果的影响,分析微沟槽壁面与光滑壁面的速度场、湍动能、壁面切应力的特征。结果表明:所设计微沟槽结构减阻率随来流速度及雷诺数增加先增大后减小,减阻率最大达到10.23%。减阻主要原因为:相对于光滑壁面,微沟槽壁面近壁处形成低流速带,起到缓冲层的作用;微沟槽特殊形状抑制了展向流的发展,且槽谷内部壁面切应力相对较小。     

大涡模拟方法下的四圆柱绕流数值模拟

采用了Fluent软件和大涡模拟LES方法进行了在雷诺数下Re=15000的四圆柱绕流数值模拟。计算分析显示本文的计算结果与他人的实验结果吻合良好,可为类似圆柱结构的流体绕流问题设计提供参考。     

圆柱绕流的数值模拟研究

本文应用FLUENT软件,建立了在雷诺数200和100000下的并排双圆柱二维绕流分析模型,对双圆柱绕流进行了数值模拟。通过比较发现,Laminar 模型的结果更优于Laminar模型的结果。     

低雷诺数圆柱绕流数值模拟及控制措施

采用层流模型并结合合理的网格划分模拟了低雷诺数圆柱绕流,使用FLUENT软件模拟了圆柱表面涡脱的产生、发展变化过程;计算了圆柱表面周向压力系数分布情况及圆柱的阻力系数、升力系数和Strouhal数;为研究圆柱绕流的控制措施,引入不同导流板进行数值计算。分析结果表明:在圆柱尾部中轴线位置引入导流板可以很好地控制圆柱表面涡脱,减小阻力,抑制振动;各系数计算结果与文献中的结果吻合很好,该方法具有较高的精度。     

湍流边界层中低矮建筑绕流大涡模拟

通过对平板湍流边界层进行大涡模拟,采用拟周期边界条件维持湍流边界层厚度稳定,提取速度和压力时程作为低矮建筑绕流模拟之脉动入流边界条件,研究脉动入流下的低矮建筑绕流特性。研究结果表明：入流边界特性对网格变化适应性良好,其平均速度剖面、湍流强度、流速频谱特性基本符合空旷地貌风场特性;脉动入流下,建筑表面的平均风压系数、脉动风压系数的计算结果与风洞试验结果基本吻合。受雷诺数及湍流强度的影响,流动分离区负压与试验值存在一定差别;屋盖上分离区风压时程具有非高斯概率特性,尤以气流分离较剧烈的屋盖迎风边缘及屋盖两侧风压的非高斯特性明显,该特征与风洞试验基本一致;受非高斯特性的影响,建议峰值因子g取4.5~5.5。     

串列双圆柱塔楼相邻干扰气动力特性试验研究

设计制作高径比为2的串列圆柱塔楼模型,在均匀流场(Iu=0)和均匀湍流场(Iu=8%)开展不同雷诺数(Re=1.73×10~5和Re=5.18×10~5)以及不同间距比下的同步测压风洞试验,得到前、后圆柱塔楼1/2高度处局部体型系数和干扰系数(IF)。结果表明:超临界均匀流场下,前后圆柱塔楼的局部体型系数在任意间距比下均大于二维串列圆柱相应值;风向下游处圆柱塔楼同样会影响上游圆柱塔楼的气动力;带有较高湍流度或雷诺数达到超临界区间的来流条件下,下游圆柱塔楼干扰系数大于1,建议对存在临近干扰且位于不利风向角下游处的圆柱形高层建筑体型系数进行修正。为实际工程中存在临近干扰的圆柱形高层建筑体型系数的取值提供了试验依据。     

温湿度测定箱中三圆柱绕流的数值模拟

利用有限体积法对温湿度测定箱中不同直径的三圆柱绕流进行了数值模拟。通过在测湿球温度铂电阻前端设置速度参考点,并考虑铂电阻不同的布置方式和不同的风速,着重研究了风速仪的布置对测湿球温度铂电阻周围风速场的影响。结果表明风速仪的布置会造成湿球温度铂电阻周围风速呈周期性振荡,尾流效应主导了圆柱间流动的相互作用。