開(kāi)縫圓柱流場(chǎng)數(shù)值模擬和PIV實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鈍體繞流是最常見(jiàn)的物理現(xiàn)象,當(dāng)流體流過(guò)鈍體時(shí),在一定的流動(dòng)條件下會(huì)在鈍體后部發(fā)生周期性的漩渦脫落現(xiàn)象,交替產(chǎn)生的周期性的漩渦會(huì)誘發(fā)與來(lái)流垂直方向上產(chǎn)生周期性的流體作用力。在圓柱的基礎(chǔ)上進(jìn)行修型、對(duì)圓柱進(jìn)行開(kāi)縫,研究開(kāi)縫圓柱繞流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其變化的物理機(jī)制則尚未見(jiàn)很多的研究。
　　 本文工作的核心內(nèi)容是開(kāi)縫修型對(duì)于圓柱尾流流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化的影響,以及對(duì)于渦流溢放頻率的調(diào)制作用?；贔LUENT軟件平臺(tái)采用LES(大渦模擬)的湍流模型模擬

2、開(kāi)縫圓柱在5組雷諾數(shù)(Re=1500、3000、4400、5600、12000)下的工況下三種不同縫隙寬(s/d=0.1、0.15、0.2)的開(kāi)縫圓柱的漩渦脫落的周期變化。分析了開(kāi)縫圓柱卡門(mén)渦的形成、發(fā)展和脫落的情況,并對(duì)三維卡門(mén)渦的不穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。其次觀察研究了開(kāi)縫圓柱縫隙內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)內(nèi)部會(huì)有一連串的上下振蕩的渦結(jié)構(gòu),由于圓柱的邊界層吹吸的作用,來(lái)流與周期性的進(jìn)入縫隙內(nèi)部,卷繞形成一連串的漩渦,向上(下)運(yùn)動(dòng),然后被“吹出

3、”,進(jìn)而影響圓柱尾部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),改變卡門(mén)渦街漩渦脫落的頻率,使得斯特勞哈爾數(shù)St變大。
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)量在廈門(mén)大學(xué)航空流體&PIV(FMPL)實(shí)驗(yàn)室的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括定性流動(dòng)顯示和定量測(cè)量?jī)刹糠?其中流動(dòng)顯示目的在于深入了解流動(dòng)的物理機(jī)理;定量測(cè)量包括天平直接測(cè)力和近尾流流場(chǎng)的時(shí)序PIV測(cè)量。在不同來(lái)流速度下,對(duì)開(kāi)縫圓柱繞流流場(chǎng)的特征進(jìn)行了細(xì)致的PIV實(shí)驗(yàn)研究。
　　 通過(guò)對(duì)PIV實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行較系統(tǒng)的處理