基于力元理论的胀缩圆柱绕流的数值模拟

• 作者: 张建成 李延良 李进威 熊林洁
• 来源期刊: 广西大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 力元理论 胀缩圆柱绕流 数值模拟 阻力系数
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 1685-1694
• 页数: 10页
• 分类号: O351.2
• 字数: 3741字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2018.1685

摘要

为了探讨流场结构与物体受力之间的关系,采用力元理论分析流场中各流体元素对力的贡献,利用FLUENT软件求解在均匀来流中作胀缩运动的二维圆柱的Navier-Stokes方程式,通过模拟雷诺数为200,圆柱半径为R 0,胀缩率分别为半径的5％ 、10％ 、15％ 和20％,胀缩频率为10 Hz的圆柱绕流,分别得到了流场的流线图、涡量图以及阻力系数图,并编写基于力元理论的程序对二维胀缩圆柱进行受力分析.计算结果表明,与表面积分法相比,力元分析法可以进一步确定各个流动结构对阻力的贡献;圆柱作胀缩运动时,势流力为0,阻力主要来源于体涡度和面涡度以及表面摩擦力的贡献,体涡度对阻力的贡献为62％,表面涡度对阻力的贡献为19％,摩擦力对阻力的贡献为19％;圆柱的阻力系数随胀缩率的增大而增大;当圆柱胀缩频率为10 Hz时,圆柱尾流区域旋涡的脱落频率与圆柱运动的频率相同,而圆柱胀缩率对圆柱绕流的涡脱落频率影响很小.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张建成	广西大学机械工程学院	10	2	1.0	1.0
2	李延良	广西大学物理科学与工程技术学院	3	0	0.0	0.0
3	熊林洁	广西大学土木建筑工程学院	3	0	0.0	0.0
4	李进威	广西大学机械工程学院	2	0	0.0	0.0