稳定分层流数值模拟方法及圆球绕流特征研究

• 作者: 丁勇 李云波 牛明昌 蓝林欣 马卫状
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 交通运输
• 关键词: 连续分层流 尾涡结构 海水状态方程 圆球绕流 脱体涡模拟
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1278-1287
• 页数: 10页
• 分类号: U661.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2020.10.006

摘要

本文通过分析温度、盐度和压力对海水密度的相对影响,利用标准海水状态方程,联合求解温度形式的能量方程,提出一种新的实现温度主导状态下的密度连续分层数值模拟方法.基于有限体积法(FVM),通过求解连续性方程和动量守恒方程,湍流状态时采用基于k-ω湍流模型的脱体涡模拟(DES)方法,对连续分层流中的圆球绕流进行数值模拟,重点分析尾流场的旋涡脱落流动特性及尾涡结构特点.定量分析了尾涡结构中无因次涡包络区长度、涡旋脱落斯特罗哈尔数(St)、无因次化后的Lee波波长和无因次分离流线高度等尾涡流场特征.本文数值结果和Lin的圆球实验结果在定性和定量上保持一致,从而验证了本文建立的数值方法的正确性和有效性,可以为进一步研究密度分层流中潜航体航行尾流场问题提供有效的计算流体力学方法.