CFD模擬層流渦旋脫落

2017-03-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

工具:ABAQUS/CFD

單元類型:FC3D8(8結(jié)點(diǎn)線性流體六面體單元)

問題描述:

二維層流繞過一個(gè)柱面,是一個(gè)可以充分證明的流體動(dòng)力學(xué)問題,其主要特征是由于柱面的幾何形狀導(dǎo)致產(chǎn)生不同的壓力梯度,從而產(chǎn)生邊界層分離現(xiàn)象(邊界層分離又稱為流動(dòng)分離,是指原來緊貼壁面流動(dòng)的邊界層脫離壁面的現(xiàn)象。邊界層脫離壁面后的空間通常由后部的倒流流體來填充,形成渦旋,因此發(fā)生邊界層分離的部位一般有渦旋形成),其可由雷諾數(shù)表征:

;

其中:V自由流速;D柱面直徑;

為流體動(dòng)力粘度系數(shù)和密度;Re足夠大即Re大于等于60時(shí),流體會在柱面的另一端產(chǎn)生周期交替的旋渦并脫落的流動(dòng)方式,這種下游的流動(dòng)方式稱為卡門渦街,其表征旋渦并脫落周期的是一個(gè)無量綱參數(shù)的斯特羅哈爾數(shù):

;

其中,f是旋渦脫落的頻率,實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證明,斯特勞哈爾數(shù)是依賴于雷諾數(shù)(Roshko,1954)。現(xiàn)在就通過Abaqus/CFD來驗(yàn)證,最后通過數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行比較。

4. 模型