圓柱繞流的一種主動(dòng)控制模式.pdf

1、鈍體的繞流問(wèn)題,一直是關(guān)注的焦點(diǎn),了解和控制尾流特性,其對(duì)科學(xué)研究及工程應(yīng)用有著重要的意義。鈍體繞流的特性,涉及到邊界層、流動(dòng)分離、自由剪切層、尾跡流和漩渦相互作用,其中圓柱繞流是鈍頭體繞流的一種典型問(wèn)題。對(duì)圓柱繞流主要關(guān)注于其流動(dòng)阻力及尾流震蕩情況,本文采用一種主動(dòng)控制策略,即在主圓柱右后方設(shè)定兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的可旋轉(zhuǎn)的附屬小圓柱,來(lái)實(shí)現(xiàn)降低繞流圓柱的流動(dòng)阻力及減弱尾流震蕩,并對(duì)自此控制策略下的傳熱效果進(jìn)行了相關(guān)分析研究。
　　本文運(yùn)用

2、CFD進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬,對(duì)采用的主動(dòng)控制策略下的二維非穩(wěn)態(tài)圓柱繞流尾流流動(dòng)特性進(jìn)行了分析研究;考察了在Re=200時(shí),附屬小圓柱旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)α對(duì)主圓柱尾流流動(dòng)特性的影響。通過(guò)自定義函數(shù)對(duì)附屬圓柱實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)控制,且采用了動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)。
　　數(shù)值結(jié)果表明:當(dāng)上部附屬圓柱順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、下部附屬圓柱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),可以抑制渦脫落并降低流動(dòng)阻力;而當(dāng)上部附屬圓柱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、下部附屬圓柱順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),作用在主圓柱上的阻力呈現(xiàn)增加趨勢(shì),且尾

3、流渦量同樣增大。針對(duì)上部附屬圓柱順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、下部附屬圓柱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況,進(jìn)一步的研究分析了在隨附屬圓柱旋轉(zhuǎn)參數(shù)α的增大,主圓柱表面的壓差阻力和摩擦阻力變化趨勢(shì)及各自所占比例的變化情況;且在此情況下,當(dāng)α=2.0時(shí)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)主圓柱體尾流區(qū)渦脫落的抑制效果,同時(shí)阻力和升力得到較大幅度降低;圓柱繞流的尾流流動(dòng)特性被完全改變,有效控制了尾流區(qū)的不穩(wěn)定性。
　　另外,附屬圓柱的不同旋轉(zhuǎn)方向?qū)鳠嵝Ч挠绊?也是完全不同的;當(dāng)上部附屬圓柱逆