沟槽壁面对泰勒涡流稳定性影响的数值模拟

摘要：

利用CFD数值模拟方法对光滑壁面与沟槽数量为18的2种同心圆柱模型内的泰勒-库艾特流动进行计算,在对比光壁模型的PIV试验与CFD数值计算结果后,发现两者吻合良好,验证了文中采用数值计算方法的准确性;针对泰勒涡流流态,定量分析了光壁模型R-Z平面上径向速度以及轴向速度的周期波动性,讨论了环隙中不同径向位置的径向以及轴向速度分布规律,获得了泰勒涡胞尺寸随着Re数增大而减小的变化规律;在相同的Re数下,沟槽数量为18的模型内也出现了泰勒涡流,通过比较2种不同结构模型内流场以及涡量场,发现沟槽的存在显著改变了流场分布,增大了环隙内涡量的大小及泰勒涡胞的尺寸,环隙中部指向外圆柱方向的径向速度也较光壁模型增大了20％,同时,计算获得R-θ平面内沟槽区域的流场分布表明该区域存在着明显的旋涡运动.

关键词：泰勒旋涡流、沟槽壁面、泰勒-库艾特流动、CFD数值模拟

所属期刊栏目：32

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51206062;中国博士后科学基金资助项目2013M540240;教育部博士点基金资助项目20113227120012

在线出版日期：2014-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：242-246