脊柱凸起對圓柱繞流流動特性研究一正文
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- 在流體力學中，圓柱繞流是一種基本而又復雜的流動，包括流動的分離、旋渦的生成和脫落、旋渦的互相干擾等問題，一直以來是研究者關心的重要課題。
一定雷諾數下，圓柱尾跡交替出現旋渦脫落，即經典的卡門渦街，將引起圓柱表面壓力的脈動，而壓力的積分即為流體動力，因此交替周期性的旋渦脫落是引起物體橫向升力脈動的主要因素。此外，圓柱流動分離所控制的壓差及壁面粘性摩擦將引起順流向的阻力及其脈動。
本文使用前處理軟件Gambit建立了無脊柱凸起和有脊柱凸起兩種情況下圓柱繞流三維模型，并對其進行結構網格劃分，網格劃分過程中，圓柱附近網格使用邊界層網格。劃分好的網格，使用流體仿真軟件FLUENT15.0版本進行流體仿真計算，分別模擬了兩種不同雷諾數下的流場情況，并進行了對比分析，得到如下結論：
（1）對于相同三維模型情況下，雷諾數較大時，繞流作用更為明顯，尾渦也更明顯，流體通過圓柱后的壓降變小，阻力減小，速度損失減少。
（2）增加脊柱凸起后，尾渦有所削弱，由于脊柱對流體流動有一定的阻礙作用，使得壓降有所增加，速度損失增大，繞流作用削弱。
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