脉动流条件下的圆柱绕流特性研究

发布时间：2024-02-21 00:53

　　为探究脉动流对流体绕流结构物产生的影响,采用数值方法研究了脉动流条件下圆柱绕流场特性,对涡量分布、升阻力系数、升力系数频谱特性等进行分析。结果表明:脉动流作用会使圆柱尾涡剪切层变薄,提高脉动频率使尾涡长度变短、脱离加快,提高无量纲脉动振幅使主导涡的脱落速度降低,使旋涡生成区域更靠近圆柱表面;脉动频率与无量纲脉动振幅的增大使升力系数、阻力系数的振幅均增大,而且与升力系数相比,阻力系数的振幅更大,变化更快;升力系数频谱图存在多个主频,包括旋涡脱落频率和相位叠加频率,其中旋涡脱落频率的振幅随着脉动频率的增加而减小,随着无量纲脉动振幅的增加而增加。在流场中加入脉动流,可以增强流体振动促进流动混合。

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【部分图文】：

图3不同脉动流条件下圆柱绕流瞬时涡量

图3为不同脉动流工况下,旋涡脱落周期T内等时间间隔的4个典型时刻瞬时涡量图。由图3可以看出,在t=0时刻,下涡占据主导地位,分离区域在圆柱上侧近壁面处形成,此时上个旋涡脱落周期形成涡的剪切层还与近壁面黏连;在t=T/4时刻,下涡占据主导地位,新的上涡形成,在下涡的拉拽作用下剪切层....

图4A=1时不同脉动频率下的升力系数时间历程曲线

2.4脉动频率与脉动振幅对旋涡脱落频率的影响图5f=10Hz时不同无量纲脉动振幅下的升力系数时间历程曲线

图5f=10Hz时不同无量纲脉动振幅下的升力系数时间历程曲线

图4A=1时不同脉动频率下的升力系数时间历程曲线图6A=1时不同脉动频率下的阻力系数时间历程曲线

图6A=1时不同脉动频率下的阻力系数时间历程曲线

图5f=10Hz时不同无量纲脉动振幅下的升力系数时间历程曲线图7f=8Hz时不同无量纲脉动振幅下的阻力系数时间历程曲线

本文编号：3904787