阻流比和长径比对低雷诺数圆柱绕流尾迹演化的影响研究

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1、万方数据中图分类号!K31塑UDC500硕士学位论文学校代码!Q三33密级公珏阻流比和长径比对低雷诺数圆柱绕流尾迹演化的影响研究Theef．fectofblockageratioandaspectratioontheevolutionofcircularcylinderwakeatlowReynoldsnumbers作者姓名：学科专业：研究方向；学院(系、所)：指导教师：蒋赞动力工程及工程热物理工程热物理能源科学与工程学院孙志强教授答辩委员会主席中南大学二。一四年四月———●专缓＼万方数据学位论文原创性声明舢Ⅷ㈣㈣哪删洲㈣哪Y2685363本人郑

2、重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者繇牲隰巡年』月卑日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查

3、阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：撞导师签名日期：汪匝年蔓月驾日日期：尘雌年上月易中万方数据中南大学硕士学位论文摘要阻流比与长径比对低雷诺数圆柱绕流尾迹演化的影响研究摘要：在一定条件下，流体绕流非流线型物体时会产生旋涡脱落，旋涡脱落是复杂的非线性流动，部分流动机理尚未被完全认识清楚，此外旋涡脱落导致钝体受到周期性变化力的作用，可能引起钝体振动，对工业设备造成不良后果，因此对钝体绕流的研究既具有重要学术价值又对提高工业设备的稳

4、定性具有重要现实意义。本文以平行壁面间二维圆柱绕流和矩形管道内三维圆柱绕流为研究对象，通过数值模拟的方法，研究了二维情况下阻流比对圆柱绕流尾迹转捩与演化、双子涡涡长和分离角、圆柱表面受力分布以及旋涡脱落特征参数的影响；对矩形管道内的三维圆柱绕流主要研究了长径比和阻流比对尾迹演化、旋涡脱落特征参数和分离角以及圆柱表面受力的影响。本文完成的主要研究工作和取得的成果如下：(1)建立能够模拟圆柱绕流的数值模型。根据圆柱绕流尾迹特性采用多块O型网格，动量方程采用QUICK离散格式，压力项离散格式采用Standard离散格式，压力速度耦合算法采用SIMPLE

5、C算法，对圆柱绕流进行了模拟，计算结果与前人研究结果吻合较好。(2)对阻流比∥在O．025一O．588范围内平行壁面间的圆柱绕流进行了数值模拟。结果表明：阻流比∥在O．025．O．588范围内，尾迹转捩的临界雷诺数随阻流比增大；双子涡涡长随阻流比减小；斯特劳哈尔数&随阻流比增大，当阻流比达到O．5时斯特劳哈尔数&达到最大值，后又随阻流比减小；平均阻力系数CD。vg随阻流比增大；升力系数均方根值CI，舯。先随阻流比增加，阻流比达到O．2时其达到最大值，阻流比在O．2一O．5范围时，随阻流比减小，阻流比超过O．5后，又随阻流比增加。(3)对长径比疵1

6、0．35和阻流比脏o．025一o．1范围内矩形管道内的圆柱绕流进行了模拟。结果表明：当阻流比肛0．1时，长径比y在10一35范围内斯特劳哈尔数&先随长径比减小，当长径比到达20时，斯特劳哈尔数&也达到最小，后又随长径比增加；阻力系数均值CD。v2随长径比减小；升力系数均方根值CLm。先随长径比减小，当长径比到达20时，其达到一最小值，而后又随长径比增加。当长径比尸10时，阻流比臃o．025一o．1范围内，圆柱前驻点压力系数均值与后驻点压力系数均值随阻流比增加斯特劳哈尔数先随阻流比增加，当万方数据摘要阻流比达到O．067时，斯特劳哈尔数&达到最大值

7、，后又随阻流比减小；阻力系数均值Cbavg随阻流比增加；升力系数均方根值CL咖。也随阻流比增加。(图67幅，表4个，参考文献55篇)关键词：圆柱绕流j尾迹演化；阻流比；长径比；双子涡；旋涡脱落分类号：TK3l+3万方数据中南大学硕士学位论文ABSTTRACTTheef．fectofblockageratioandaspectratioontheevolutionofcircularcylinderwakeatlowReynoldsnumbersABSTRACT：Undercertainconditions，nowoverablufjFbodVca

8、nresultoperiodicVortexshedding，whosemechanismiscomplex，nonlinear，not