圆柱绕流一种主动控制模式

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2、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日......摘要钝体的绕流问题，一直是关注的焦点，了解和控制尾流特性，其对科学研究及工程应用有着重要的意义。钝体绕流的特性，涉及到边界层、流动分离、自由剪切层、尾迹流和漩涡相互作用，其中圆柱绕流是钝头体绕流的一种典型问题。对圆柱绕流主要关注于其流动阻力及尾流震荡情况，本文采用一种主动控制策略，即在主圆柱右后方设定两个对称的可旋转的附属小圆柱，来实现降低绕流圆柱的流

3、动阻力及减弱尾流震荡，并对自此控制策略下的传热效果进行了相关分析研究。本文运用CFD进行了相关数值模拟，对采用的主动控制策略下的二维非稳态圆柱绕流尾流流动特性进行了分析研究；考察了在Re=200时，附属小圆柱旋转方向及旋转速度参数α对主圆柱尾流流动特性的影响。通过自定义函数对附属圆柱实现旋转控制，且采用了动网格技术。数值结果表明：当上部附属圆柱顺时针旋转、下部附属圆柱逆时针旋转时，可以抑制涡脱落并降低流动阻力；而当上部附属圆柱逆时针旋转、下部附属圆柱顺时针旋转时，作用在主圆柱上的阻力呈现增加趋势，且尾流涡量同样增大。针对上部附属圆柱

4、顺时针旋转、下部附属圆柱逆时针旋转的情况，进一步的研究分析了在随附属圆柱旋转参数α的增大，主圆柱表面的压差阻力和摩擦阻力变化趋势及各自所占比例的变化情况；且在此情况下，当α=2.0时即可实现对主圆柱体尾流区涡脱落的抑制效果，同时阻力和升力得到较大幅度降低；圆柱绕流的尾流流动特性被完全改变，有效控制了尾流区的不稳定性。另外，附属圆柱的不同旋转方向对传热效果的影响，也是完全不同的；当上部附属圆柱逆时针旋转、下部附属圆柱顺时针旋转时，随着旋转速度的增加，从而增大了紧邻于主圆柱区域的流体扰动，整体的传热效果得到了强化，而在另一种旋转方向情况

5、下，其传热效果有所减弱。综合以上研究，在实际应用中，一般要面对注重减阻、注重传热以及二者均要考虑三类工程应用，所以需要针对具体问题具体分析，实现最优化。关键词：圆柱绕流主动控制压力系数附属圆柱......ABSTRACTTheissueofflowaroundabluffbodyhasbeenwidelyinvestigatedtocognizeand tocontrolthefeaturesofwakestructure,becauseofthesignificanceforthestudyof theoryandapplicat

6、ionofengineering.Thefeaturesofflowaroundbluffbodyincludes suchfundamentalsubjectsastheboundarylayer,separation,thefreeshearlayer,the wakeandthedynamicsofvortices,andtheflowaroundcircularcylinderisoneofthe typicalproblems.Theproblemofflowaroundcircularcylindermainlyfocu

7、seson decreasingthedragonthecylinderandsuppressingtheoscillationofthewake.An activeflowcontrolstrategy,whichisimplementedbytwosymmetricalattached cylinderswithfixedrotation,andtheattachedcylindersarelocatedinrightbehindthe maincylinder,isproposedtoreducethedragandcontr

8、olthevortexstructure,andthe effectonheattransferhasbeeninvestigated.Inthepresentstudy,tostudytheinfluentonflowcharact