矩形管道内低雷诺数圆柱绕流尾迹演化特性-中南大学学报.PDF

第 47 卷第 1 期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.47  No.1  2016 年 1 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Jan. 2016  DOI: 10.11817/j.issn.1672­7207.2016.01.037  矩形管道内低雷诺数圆柱绕流尾迹演化特性 董振营，周本钊，孙志强，蒋赟，周天  (中南大学 能源科学与工程学院，湖南 长沙，410083)  摘要：为了揭示有限管道壁面对圆柱绕流尾迹演化特性的影响，采用基于有限容积法的数值模拟方法，对矩形管 道内雷诺数为 100的三维圆柱绕流尾迹流场进行计算分析，探讨阻流比和长径比对圆柱表面和尾迹流场中压力分 布的影响。研究结果表明：圆柱前、后驻点的压力系数受展向位置影响较大，后驻点压力系数与旋涡脱落状态有 关；时均压力系数受管道端壁影响显著，沿前驻点至后驻点圆柱表面时均压力系数先减小后增大；在远离端壁一 定区域内，尾迹流态为涡街；而在靠近端壁的一定区域内，尾迹呈现出近似双子涡形态；圆柱表面相同位置处的 时均压力系数基本上随阻流比的增大而增大，随长径比的增大而减小。 关键词：圆柱绕流；尾迹演化；矩形管道；雷诺数 中图分类号：O357.1  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2016)01−0273−06  Evolution of circular cylinder wake at  low Reynolds number in rectangular channels  DONG Zhenying, ZHOU Benzhao, SUN Zhiqiang, JIANG Yun, ZHOU Tian  (School of Energy Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)  Abstract:  To  reveal  the  effect  of  confined  channel  walls  on  the  evolution  of  circular  cylinder  wake,  numerical  simulations based on the finite volume method were conducted. The three­dimensional flow fields of circular cylinder  wakes at Reynolds number 100 in rectangular channels were computed and analyzed. The influence of blockage and  aspect ratios on the pressure distribution of the cylinder surface and in the wake was explored. The results show that the  pressure coefficients at the front and the rear stagnation points are affected by the positions in spanwise direction, and the  pressure coefficient at the rear stagnation point is associated with the vortex shedding state. The time­average pr