【摘 要】
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由于方柱绕流在现实生活中有很多实际应用,例如水流绕过桥墩,海上钻井平台,风绕过高层建筑物等。流体流过障碍物产生交替的漩涡脱落,会在物体上形成相关的脉动力,引起结构震
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由于方柱绕流在现实生活中有很多实际应用,例如水流绕过桥墩,海上钻井平台,风绕过高层建筑物等。流体流过障碍物产生交替的漩涡脱落,会在物体上形成相关的脉动力,引起结构震动,噪声的发生和共振现象,从而导致对物体结构形成破坏,造成经济损失。国内外研究者对圆柱尾流结构进行了很详细的研究和深入了解,然而对方柱尾流结构研究甚少。针对这一现状,本课题对方柱尾流结构进行了测量,得到了尾涡的长度、宽度、转捩长度和阻力系数等参数。本文通过实验和数值模拟的方法研究雷诺数范围为75～5.75×104的单方柱的湍流特性。对于雷诺数范围在75～200和200～1.4×103的流动分别采用了层流模型和k-ω(SST)模型。实验部分是在一个开放式的风洞里面通过应用热线风速仪和粒子成像技术(PIV)来实现的。方柱附近尾流的结构长度和宽度是通过数值模拟和PIV实验测得的。在雷诺数大于1.4×103的情况下,用热线风速仪测得了剪切层由层流到湍流的转捩点的位置。研究发现单方柱转捩点的位置随着雷诺数的增大而向方柱靠近,而这一现象跟单圆柱绕流是一致的。
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