脉动流方柱绕流特性研究

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1、传热传质学论文编号:123301中国工程热物理学会学术会议论文脉动流方柱绕流特性研究林纬仁，喻九阳2,郑小涛2>聂思皓2,徐成2(1,武汉理工大学机电工程学院，武汉，4300702,武汉工程大学机电工程学院，武汉，430074)(Tel:13871563747,E-mail：linweil987317@163.com)摘要：本文数值模拟雷诺数^=100的条件下，脉动流振幅和频率分别为0.29W0.8和0

2、用下，漩涡脱落频率存在“锁定”现象,即当脉动流频率在方柱绕流自然涡脱频率两倍附近时，涡脱频率为脉动流频率的1/2.木文进一步分析和讨论了流体脉动参数对阻力系数的影响.关键词：方柱；脉动流；锁定0引言随着资源开发逐渐向海洋转移，海洋结构的动力载荷分析引起广泛关注，国内外学者对方形、闘柱形截面杆件绕流流动特性开展了大量研究。但以往研究工作大部分集中在均匀流绕过闘形或矩形截面杆件的流动特性研究山3,对于脉动流中的方形截面杆件的流动问题研究较少。海面上海浪运动的随机特性给海洋结构的动力分析带來了很大因难，但在深水小振幅的条件下，可假定海面上的波浪运动是一种理想的正弦曲线⑸，即町将海面的波浪运动假定为速

3、度以止弦波动的脉动流。脉动流与速度均匀流相比较，不仅存在冇脉动阻力，而且由于漩涡的脱落，会在垂直于來流方向上产生一个相当大的侧向升力，因此分析研究柱体脉动流绕流的流动特性具冇广泛的工程应用和科学价值。本文采用Fluent软件数值模拟脉动流绕过方柱的流动特性(升、阻力系数，涡脱频率及尾涡结构)，其中脉动流振幅和频率分别为0.2WAW0.8和0W/pW20Hz。1.数值计算方法1.1计算模型国内外学者对均匀流绕过方柱的的流动特性开展了大量的数值模拟和实验研究，方柱绕流与闘柱绕流的流动特性相较，其流动分离点固定。当^<200时，方柱绕流为层流，根据雷诺数的人小，将方柱绕流的流动特征分为16-131：

4、1)Re<,流动为蠕动流；2)随着雷诺数增人，在方柱下游产生一对对称的尾涡，该类型流动结构一自持续到50W/?eW70：3)随着雷诺数的进一步增大，流动对称性被破坏，形成卡门涡街，并一直持续到^=200,但当屁>160时•，流动呈现岀三维特性。本文研究的雷诺数为屉=100,流动为二维层流,其计算模型如图U国家自然科学基金项目(N0.50976080)；武汉工程大学科学研究基金项目(N0.14125061)；武汉工程大传热传质学论文编号:123301中国工程热物理学会学术会议论文脉动流方柱绕流特性研究林纬仁，喻九阳2,郑小涛2>聂思皓2,徐成2(1,武汉理工大学机电工程学院，武汉，430070

5、2,武汉工程大学机电工程学院，武汉，430074)(Tel:13871563747,E-mail：linweil987317@163.com)摘要：本文数值模拟雷诺数^=100的条件下，脉动流振幅和频率分别为0.29W0.8和0

6、；脉动流；锁定0引言随着资源开发逐渐向海洋转移，海洋结构的动力载荷分析引起广泛关注，国内外学者对方形、闘柱形截面杆件绕流流动特性开展了大量研究。但以往研究工作大部分集中在均匀流绕过闘形或矩形截面杆件的流动特性研究山3,对于脉动流中的方形截面杆件的流动问题研究较少。海面上海浪运动的随机特性给海洋结构的动力分析带來了很大因难，但在深水小振幅的条件下，可假定海面上的波浪运动是一种理想的正弦曲线⑸，即町将海面的波浪运动假定为速度以止弦波动的脉动流。脉动流与速度均匀流相比较，不仅存在冇脉动阻力，而且由于漩涡的脱落，会在垂直于來流方向上产生一个相当大的侧向升力，因此分析研究柱体脉动流绕流的流动特性具冇广泛

7、的工程应用和科学价值。本文采用Fluent软件数值模拟脉动流绕过方柱的流动特性(升、阻力系数，涡脱频率及尾涡结构)，其中脉动流振幅和频率分别为0.2WAW0.8和0W/pW20Hz。1.数值计算方法1.1计算模型国内外学者对均匀流绕过方柱的的流动特性开展了大量的数值模拟和实验研究，方柱绕流与闘柱绕流的流动特性相较，其流动分离点固定。当^<200时，方柱绕流为层流，根据雷诺数的人小，将方柱绕流的流动