电磁极宽度对圆柱绕流场影响的数值分析

• 作者: 周友明 尤云祥 尹纪富 王磊 胡天群 赵良明 陈虹
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 圆柱绕流 流动控制 电磁力 数值模拟
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 493-506
• 页数: 14页
• 分类号: O361
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-12-301

摘要

在雷诺数Re=200的情况,利用Maxwell方程直接数值计算表面包覆电极与磁极圆柱体产生的电磁力分布,将其加入到动量方程中,在各种电磁力作用参数和电磁极宽度的组合下,对表面覆盖电磁极圆柱体在弱电解质中的绕流场结构及其升阻力特性进行了数值模拟与分析.结果表明,当电磁极宽度较小时,圆柱体绕流场的分离点越容易接近后驻点,而电磁力对总阻力的影响并不明显,但对压差和摩擦阻力均有明显影响.当电磁极宽度较大时,圆柱体尾部区域越容易产生射流现象,而且总阻力随电磁力作用参数和电磁极宽度增大而减小.在电磁力尚不足以完全抑制周期性涡脱落的情况下,升力幅值随电磁力作用参数增大而减小,但随电磁极宽度则先减小后略有增加,升力脉动频率则均随电磁力作用参数和电磁极宽度增大而增加.研究表明,电磁力可以有效地改善圆柱体绕流场结构,达到减小圆柱体阻力并抑制其脉动升力之目的,因此是圆柱型结构的一种有效流动控制手段.