圆柱绕流成功算例

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1、一个世纪以来，圆柱绕流一直是众多理论分析，实验研究及数值模拟的对象。因为这种流动既有不固定的分离点，又有分离后的尾流和脱体涡。随着雷诺数的增加，尾流性质，脱体涡的形态有很大的变化，具有丰富的流动现象。应观察到的物理现象图圆柱体的St（Strouhal数）随Re（Reynolds数）变化曲线/u0q+C以上数据是由A.Roshko、H.s.Ribner、B.Etkins和K.K.Nelly，E.F.Relt和L.F.G.Simmons，以及G.W.Jones等人测量得到。注意观察圆柱体的St（Strouhal数）随Re（Reynold

2、s数）的变化规律。St与特征长度、特征速度和特征频率（圆柱绕流：涡脱落的频率）有关。圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化曲线(l%~1O0l#],f/e图中实曲线是由Wieselsberger,A.Roshko测量数据绘制得到。注意观察圆柱体的阻力系数Cd随Reynolds数的变化规律及阻力危机现象。湍流模型的选取FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包。它具有丰富的物理模型，先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天，汽车设计，石油天然气，涡轮机设计等方面都有着广泛的运用。FLUENT提供的湍流模型包括：单

3、方程（Spalart-Allmaras）模型、双方程模型（标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型）及雷诺应力模型和大涡模拟。湍流模型种类如图所示。.f)y7l,l8图湍流模型种类示意图#g3Q,j2p2l+b  F0u+e9D;S)c6n7d注意！二维平面模型显示的湍流模式。注意没有大涡模型（LES）三维平面模型显示的湍流模式。注意出现大涡模型（LES）要使二维平面模型出现LES,需要如下操作。在FLUENT屏幕上键入（rpsetvar'les-2d?'#t）屏幕会出现les-2d?,然后回车即

4、可特别注意！/w/[7n'L*T"z-e(`%X3j,

5、雷诺数大于100000后，二维平面模型，运用各种湍流模型(除LES外）计算，卡门涡街都将很难出现。建议此时建立三维模型，运用大涡模型（LES）进行计算。二维平面模型，运用大涡模型（LES）也能进行计算，但本人发现此时有涡脱落不对称的现象，与实际不大相符。(@7@  u0_6A.O-[)?网格的划分。1v9T$H5{:B平面模型网格划分有各种方法，下面显示了两种方案（分块实现?）三维模型网格图(q$v5s([1r+t!~*O注意！3[1V7y6v'o#h2~"~%E'J9a%@#

6、C8c+B时间步长的选取注意！一般应使一个周期内30到50步为宜。时间步长过短，导致计算时间过长，有时还可以导致计算不收敛。时间步长过长，流体的主要特征捕捉不完全。下图升力系数曲线中看出每个周期内大约计算了30步左右，比较合适。下图显示时间步长取为0.05（可调整此参数，使一个周期内40步左右为宜）,每步的最大迭代数为40。基本参数设定。需要模拟卡门涡街及涡脱落现象，是非定常流动，因此在Time选项中选择非定长，在UnsteadyFormulation选项中选择2nd-orderImplicit时间的二阶隐式格式，以提高计算精度。一

7、般采用SIMPLEC算法，SecondOrderUpwind迎风格式（LES一般采用中心差分格式），可以获得较高精度。其它内容可参考我以前发的帖子。希望大家成功！二FLUENT仿真计算不同雷诺数下的圆柱绕流。尾迹与旋涡脱落经典图如下：1B'I2Y!u*Q*s4N*U$IRe=1无分离流动0K:U:e7C$d&[7t:C#uRe=20  尾流中一对稳定的弗普尔旋涡$Re=100圆柱后方形成有规律的涡街Re=100000  随着Reynolds数增大，涡道内部向湍流过度，直到全部成为湍流超临界区，分离点后移，尾流变窄，涡道凌乱，涡随机脱

8、落Re=10000000极超临界区，分离点继续后移，尾流变窄，湍流涡道重新建立。请问您是怎么确定雷诺数的？？通过改变来流速度，或圆柱直径来控制雷诺数#p#k-o-]+B*[请问楼主，你显示的是流线图吗？有没有用专用的后处理软件，还就是fluent自带的？第一个是流线图，后面的是涡量图，用FLUENT画出。楼主与实验比较过阻力系数吗？运用FLUENT计算的阻力系数是比较准确的。下图是我的计算结果与实验值的比较。图3中实曲线是由Wieselsberger,A.Roshko以及G.W.Jones和J.J.Walker测量数据绘制得到，图中

9、圆点部分是FLUENT计算值。#E&b,j4W%O7f"}(g(Y在Re=106（超临界区），从经典数据和我们的计算结果都可以看到，圆柱体的平均阻力系数急剧下降。这是因为在Re=3×105附近，边界层流动由层流状态转变为湍流状态，虽然