【摘 要】
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该文采用DNS方法数值模拟了小间隙比（L/D≤0.5），即圆柱与下壁面距离L和圆柱直径D之间的比值不大于0.5时近壁面单圆柱绕流的流场，并采用瞬时涡度偏差（IVD）和拉格朗日平均涡度偏差（LAVD）方法对涡旋在脱落初期及壁面碰撞阶段的演化进行研究。研究表明，近壁面圆柱绕流脱落涡在初期会存在一段涡旋合并的过程，间隙比小于0.3时，合并发生在脱落涡之间；而间隙比介于0.3和0.5之间时，合并发生于脱落
【机 构】
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上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（12032016、91952102、12072185和11732010）～～；
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该文采用DNS方法数值模拟了小间隙比（L/D≤0.5），即圆柱与下壁面距离L和圆柱直径D之间的比值不大于0.5时近壁面单圆柱绕流的流场，并采用瞬时涡度偏差（IVD）和拉格朗日平均涡度偏差（LAVD）方法对涡旋在脱落初期及壁面碰撞阶段的演化进行研究。研究表明，近壁面圆柱绕流脱落涡在初期会存在一段涡旋合并的过程，间隙比小于0.3时，合并发生在脱落涡之间；而间隙比介于0.3和0.5之间时，合并发生于脱落涡和壁面分离涡之间。同时利用从涡旋生成到发展成LAVD涡旋结构（稳定的卡门涡）的时间得到不同间隙比与不同雷诺数下涡旋合并持续的时间，并定量描述了该过程中涡旋内部流体与外部流体的物质交换。该文同时分析了脱落涡与壁面碰撞阶段的能量与动量输运问题，当碰撞发生时，碰撞区域摩擦力方向会发生改变，从而引起近壁涡旋运动特性改变，导致涡旋碰撞前后动能的损失，且其能量损失随间隙比增大而增大，在L/D=0.3、0.4和0.5时碰撞前后动能损失率分别为0.28、0.31和0.36。
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