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不同倒角半徑柱體繞流數(shù)值模擬及水動力特性分析

于定勇; 趙建豪; 黃東燕; 鐘延超 中國海洋大學(xué)工程學(xué)院; 山東青島266100

摘要：為研究倒角半徑變化對柱體繞流水動力特性的影響,本文使用Fluent軟件,采用大渦模擬對雷諾數(shù)Re=3900下的6種不同倒角半徑的三維柱體進行了研究。在模型驗證基礎(chǔ)上,分析了由方柱漸變到圓柱過程中后方流場速度的時均特性及瞬時渦脫落變化規(guī)律,給出了不同倒角半徑下的升、阻力系數(shù)值及無量綱渦脫頻率St數(shù)。分析結(jié)果表明:平均阻力系數(shù)隨倒角半徑的增加而降低,在倒角半徑為0.2D時下降速率最大,相較方柱降幅達到50%;升力系數(shù)均方根在倒角半徑為0.1D~0.2D時變化最顯著,減小約93%;St數(shù)隨倒角半徑增加而增大,在倒角半徑為0.4D時可達到最大值;回流區(qū)長度隨倒角半徑的增加呈先增大后減小的趨勢,其長度在倒角半徑為0.2D時達到最大;尾渦寬度在倒角半徑為0.0D最大,后隨倒角半徑增加逐漸下降,且當?shù)菇前霃酱笥?.2D以后變化不大。本文研究結(jié)果可為柱體繞流研究及相關(guān)工程應(yīng)用提供參考。

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