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流-固相互作用(FSI-Fluid-Structure Interaction)问题是流体力学的基本问题之一。研究流体与结构体的相互作用对于许多工程结构的设计有指导意义。对于钝体绕流或者流线体的FSI问题国内外的学者已经作了大量的研究,但是对于有很强应用背景的钝体和流线体组合结构例如圆柱和机翼的绕流研究的不多。针对这种现状,本文使用有限体积的方法,运用FLUENT软件包对低雷诺数(Re=184)下圆柱和机翼(NACA4412翼型)不同组合方式的结构体绕流进行模拟,研究物理模型中的几个重要几何参数对流场的影响。 本文的工作主要包括两个方面: (1)对单圆柱和单机翼的绕流进行模拟。得到标志圆柱涡脱落频率的Strouhal数(St)为0.194;机翼开始有涡脱落后,随着攻角向正、负两个方向增大脱落频率不断减小,机翼的升阻比的最大值出现在10°攻角左右。将上述情况连同圆柱和机翼的升阻力系数等数据跟文献中相比较得到吻合的结论。这为圆柱和机翼组合结构的模拟提供了模型和算法上的保障。 (2)对圆柱和机翼串列组合结构绕流。分别改变机翼攻角,圆柱和机翼之间的水平距离、竖直距离这三个主要的几何参数进行模拟。根据模拟的结果给出流场出现旋涡脱落的临界水平间距值;分析圆柱和机翼的力系数,流场的涡脱落现象,力系数的无量纲频率随着三种几何参数的变化;给出机翼攻角,竖直间距对临界水平距离的影响