单方柱绕流的直接数值模拟

摘要：

为了揭示柱体绕流的湍流流动机理,采用直接数值模拟方法对雷诺数为1200的单方柱绕流工况进行研究.首先通过对斯特劳哈尔数、平均流速和表面压强系数等统计量进行对比分析,验证数值方法的可靠性;其次采用本征正交分解方法系统地提取流场中的相干结构,结果表明:对于速度场的模态分解,第一阶模态代表平均速度场的特征;第二、三阶模态提取的是流场中的低频大尺度旋涡特征,第四、第五阶模态提取的是流场中的高频小尺度旋涡特征.最后基于联合概率密度函数分析速度梯度张量第二、第三不变量,发现方柱下游大致可分为两个流动阶段:发展阶段,流场以涡流层结构和耗散作用为主,涡流管结构逐渐生成;成熟阶段,流场中湍流结构伴随着高涡量拟能和高能量耗散率.

关键词：单方柱绕流、直接数值模拟、本征正交分解、速度梯度张量

所属期刊栏目：20

分类号：O357.5+2(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2020-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：445-452