卡门涡街数值模拟.ppt

卡门涡街的数值模拟 1 4 3 2 目录 卡门涡街简介 边界条件 网格划分 求解设置 5 结果分析 卡门涡街是流体力学中重要的现象，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。 一、卡门涡街简介 原因：流体流经阻流体时，流体从阻流体两侧剥离，形成交替的涡流。这种交替的涡流，使阻流体两侧流体的瞬间速度不同。流体速度不同，阻流体两侧受到的瞬间压力也不同，因此使阻流体发生振动。 形成条件：卡门涡街形成的条件：对于在流体中的圆柱体雷诺数（47Re105） 涡街频率：卡门涡街频率与流体速度和阻流体（旋涡发生体）宽度有如下关系: f=SrV/d f=卡门涡街频率, Sr=斯特劳哈尔数, V=流体速度, d=阻流体迎面宽度 影响及应用：声响效应，引发共振，涡街流量计 一、卡门涡街简介 0.02m 1.5m 0.8m Wall Velocity inlet Outflow Wall 0.3m u=0.17894m/s ν=1.7894×10-5m/s Re=Ud/ν=200 二、边界条件 Wall 三、网格划分 四、求解设置 四、求解设置 四、求解设置 四、求解设置 四、求解设置 四、求解设置 四、求解设置 T=8.1s 五、结果分析 T=7.8s 五、结果分析 结果验证—文献数据 脱涡频率f=Str·U/d=0.2×0.17894/0.02=1.7894 Cd=1.4 五、结果分析 谢谢，请老师同学批评指正！ * 圆柱壁面所受摩擦阻力是粘性直接作用的结果，所受压力又称压差阻力，是粘 性间接作用的结果，当粘性流体绕流圆柱时，边界层分离是引起压差阻力的主要原 因。 * 斯特劳哈数又被称为涡脱落的无量纲频率，升力系数发生 1 个周期变化的同时 , 阻力系数会发生 2 个周 期的变化 , 即阻力系数的频率约为升力系数频率的 2 倍 。 这是 由 于圆柱发生 周 期性涡脱时 , 从上下表面脱离的涡会各引 起阻力改变 1 次 , 而这 2 个涡共同影响升力变化 1 次 。 * * 圆柱壁面所受摩擦阻力是粘性直接作用的结果，所受压力又称压差阻力，是粘 性间接作用的结果，当粘性流体绕流圆柱时，边界层分离是引起压差阻力的主要原 因。 * 斯特劳哈数又被称为涡脱落的无量纲频率，升力系数发生 1 个周期变化的同时 , 阻力系数会发生 2 个周 期的变化 , 即阻力系数的频率约为升力系数频率的 2 倍 。 这是 由 于圆柱发生 周 期性涡脱时 , 从上下表面脱离的涡会各引 起阻力改变 1 次 , 而这 2 个涡共同影响升力变化 1 次 。 *