為了深入研究亞臨界雷諾數下光滑和溝槽圓柱繞流阻力及流場特性。采用SSTk-w模型對雷諾數Re分別為2×104,6×104,1×105和1.4×105的光滑圓柱和V型溝槽圓柱繞流進行三維流場數值模擬,首先以光滑圓柱繞流為算例與相關實驗研究結果進行了對比,驗證了SSTk-w方法的準確性,然后在不同雷諾數條件下,開展了V型溝槽圓柱繞流數值模擬研究;與光滑圓柱相比,V型溝槽圓柱具有較好的減阻效果,最大減阻率達28.4%;在相同雷諾數下,溝槽圓柱表面邊界層分離點與光滑圓柱表面分離點相比更靠后。V型溝槽織構可有效改變尾流區(qū)旋渦脫落頻率和尾流區(qū)湍流的發(fā)展,為隔水管減阻和提高隔水管柱系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供參考。

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圖１計算域和邊界條件注：θ為圓柱面上點與圓心連線和ｘ負方向的夾角

Φ２２），Φ２＝ｍａｘ（２槡ｋ０．０９ωｙ，５００υｙ２ω）詳細見文獻［１３］。為了更好地模擬逆壓梯度流，該模型在對湍流黏度以及２個湍流普朗特數的設計時，都考慮了湍流剪切力效應。因此，ＳＳＴｋ－ｗ模型在模擬逆壓梯度、邊界層分離、近壁區(qū)的繞流旋流等有較大優(yōu)勢。１．３計算邊界條件與網....

圖３計算域網格Ｆｉｇ．３Ｇｒｉｄｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎ

１期錢權，等：亞臨界雷諾數下Ｖ型溝槽圓柱減阻數值模擬１５３３ｂ為Ｖ型溝槽圓柱近壁面網格放大圖。為模擬近壁面流場的轉捩特征，壁面法向第一層無量綱網格高度滿足ｙｐｌｕｓ等于１。圖３計算域網格Ｆｉｇ．３Ｇｒｉｄｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎ２數值驗證與結果討論２．１數值驗證....

圖４Ｒｅ＝１．４×１０５時光滑圓柱表面時均壓力系數Ｃｐ分布曲線Ｆｉｇ．４ＴｉｍｅａｖｅｒａｇｅｄＣｐｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｍｏｏｔｈｃｙｌｉｎｄｅｒａｔＲｅ＝１．４×１０５

１５４海洋科學進展３７卷光滑圓柱在Ｒｅ＝１．４×１０５時通過數值模擬得到的時均穩(wěn)態(tài)壓力系數Ｃｐ＝［ｐ（θ）－ｐ"］／（１２ρＵ"）沿半圓柱表面的分布曲線（圖４，其中ｐ（θ）為圓柱表面不同角度下時均壓力，θ為圓上的點和圓心連線與流向方向的夾角，ｐ"為來流處壓力，Ｕ"為來流速度）。對....

本文編號：4036636