圆柱绕流数值模拟报告

圆柱绕流的数值模拟

张玉静 20070360204 过控（2）班 化工与能源学院

摘 要:使用计算流体力学软件FLUENT,模拟均匀来流绕固定圆柱的流动,模拟雷诺数为5，20,40,100时的绕流流动, 得到流场的流函数等值线图和速度矢量图。计算结果表明:当雷诺数增加时,流动表现出一系列不同的构造。当Re=5时，流动不发生分离,其后未形成旋涡，当Re=20,40,100时，流体发生分离，其后形成旋涡，且旋涡随着Re的增大而增大。利用计算流体力学软件FLUENT可以成功地模拟圆柱绕流问题,反映出流动特性。 关键词:圆柱绕流；FLUENT；雷诺数

Abstract:Uniform flow around a mounting cylinder is simulated with the application of FLUENT software while Reynolds number is 5,20,40,100. Stream function and velocity vector distributions are indicated. The results show that a series of construction

圆柱绕流的数值模拟

张玉静 20070360204 过控（2）班 化工与能源学院

摘 要:使用计算流体力学软件FLUENT,模拟均匀来流绕固定圆柱的流动,模拟雷诺数为5，20,40,100时的绕流流动, 得到流场的流函数等值线图和速度矢量图。计算结果表明:当雷诺数增加时,流动表现出一系列不同的构造。当Re=5时，流动不发生分离,其后未形成旋涡，当Re=20,40,100时，流体发生分离，其后形成旋涡，且旋涡随着Re的增大而增大。利用计算流体力学软件FLUENT可以成功地模拟圆柱绕流问题,反映出流动特性。 关键词:圆柱绕流；FLUENT；雷诺数

Abstract:Uniform flow around a mounting cylinder is simulated with the application of FLUENT software while Reynolds number is 5,20,40,100. Stream function and velocity vector distributions are indicated. The results show that a series of construction

12

第32卷第5期　

2010年5月舰　船　科　学　技　术

SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.32,No.5

May,2010

二维圆柱绕流的离散涡数值模拟

陈　伟

1,2

,宗　智

1,2

(1.大连理工大学船舶工程学院,辽宁116024;2.,)

,,。摘　要:　,,数值模拟了大雷诺数条件下的二维圆柱绕流流场。,2种模型在处理此类问题时的经济和适用性。利用镜像法模拟,说明还需要对流函数模型进行更为精确的描述。

关键词:离散涡;圆柱绕流;奇点;CFD

中图分类号:　O35711　　　文献标识码:　A

文章编号:　1672-7649(2010)05-0111-05　DOI:1013404/j1issn11672-7649120101051028

Numericalsimulationoftwo2dimensionalflowaroundcircularcylinder

usingdiscretevortexmethod

CHENWei,ZONGZhi

(1.DepartmentofNavalArchitecture,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.StateKeyLaboratoryo

基于fluent的圆柱绕流模拟

引言：

使用网格划分软件gambit进行模型的建立还有网格划分，然后使用计算流体

力学软件FLUENT,模拟均匀来流绕固定圆柱的流动,得到流场的流函数等值线图和速度矢量图，并且，模拟雷诺数为40，100，200,400时的绕流流动，得到了各个雷诺数下的计算域内的流动情况。计算结果表明:当雷诺数增加时,流动表现出一系列不同的构造。在雷诺数约为40 前后流场有明显变化。小于这个数时,存在一对位置固定的旋涡。大于40 时,流场开始变得不稳定,旋涡扩大、脱落、又生成,逐渐发展成两排周期性摆动和交错的旋涡。并与实验及数值模拟结果比较,确认FLUENT能够很好地预测流动结构。

一 控制方程

对于不可压缩粘性流体，在直角坐标系下，其运动规律可以用N-S方程来描

述，连续性方程和动量方程分别为：

?Uj?Xj?0 （1.1）

?Ui?(UjUi)?U1?P? ????(vi) （1.2）

?t?Xj??Xi?Xj?Xj二 求解问题的数学模型和数值方法

2.1 问题描述和模型建立

一个无穷长 直

亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟

摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列

圆柱和方柱绕流问题进行了数值研究，通过结果对比，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以及涡脱频率的影响。一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体则不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。

关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数

在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程及地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。当流体流过圆柱时 , 由 于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。这种作用力引起柱体的振动及材料的疲劳，损坏结构，后果严重。因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进行过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以及涡致振动问题。

沈立龙等[1]基于RNG k?ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数Cd与 Strouhal 数随雷诺数的变化规律。姚熊亮等[2]采用计算流体软件C

亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟

摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列

圆柱和方柱绕流问题进行了数值研究，通过结果对比，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以及涡脱频率的影响。一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体则不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。

关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数

在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程及地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。当流体流过圆柱时 , 由 于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。这种作用力引起柱体的振动及材料的疲劳，损坏结构，后果严重。因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进行过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以及涡致振动问题。

沈立龙等[1]基于RNG k?ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数Cd与 Strouhal 数随雷诺数的变化规律。姚熊亮等[2]采用计算流体软件C

中国地质大学 研究生课程论文封面

地下水数值模拟模型建立的一般步骤

课程名称：地下水数值模拟 教师姓名： 研究生姓名： 研究生学号： 研究生专业： 所在院系： 类别： B.硕士 日期： 2014 年12月31日

评语

对课程论文的评语： 平时成绩： 总成绩： 课程论文成绩： 评阅人签名： 注：1、无评阅人签名成绩无效；

2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；

3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

摘要

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，水资源的供需矛盾日渐突出，大量开采地下水，产生了诸多的地质环境问题，如区域水位大幅下降，漏斗不断扩大，产生地面沉降、塌陷、水质恶化、泉水干涸等问题。因此对地下水资源的合理开发利用提出了更高的要求，即要从定量角度对地下水资源进行预测和评价，建立合理的开发利用方案。但水文地质条件客观的复杂性，限制了用地下水动力学中建立的解析法解决问题的广泛性。于是，70年代初以来，随着电子计

　第31卷第5期

　2006年10月煤　　炭　　学　　报JOURNALOFCHINACOALSOCIETYVol.31　No.5　Oct.　2006　　　文章编号:0253-9993(2006)05-0627-04

DSM重介质旋流器流场的数值模拟

刘　峰1,2,钱爱军,郭秀军22

(11中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京　100083;21煤炭科学研究总院唐山分院,河北唐山　063012)

摘　要:采用计算流体力学软件,选用RSM湍流数值计算模型,对DSM型重介质旋流器的流场进行了数值模拟.研究了DSM型重介质旋流器流场的速度分布、密度分布和压力分布,得出4点结论:旋流器内的流体沿着溢流管的外侧向下流动,使旋流器分选时存在短路流,降低了旋流器的分选效率.旋流器内的轴向速度越接近中心越高,大约在旋流器半径的中部通过零点,所有速度为零的个点形成了零轴速包络面(LZVV).,在空气柱附近达到最大值,然后逐步下降到最低点.由于回流的作用,了空气柱,空气柱截面直径大约为溢流口直径的016.

关键词:DSM重介质旋流器;速度场分布;中图分类号:TD92217　　　文献标识码:NumericalsimiintheDSMheavymediumcyclone

　第31卷第5期

　2006年10月煤　　炭　　学　　报JOURNALOFCHINACOALSOCIETYVol.31　No.5　Oct.　2006　　　文章编号:0253-9993(2006)05-0627-04

DSM重介质旋流器流场的数值模拟

刘　峰1,2,钱爱军,郭秀军22

(11中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京　100083;21煤炭科学研究总院唐山分院,河北唐山　063012)

摘　要:采用计算流体力学软件,选用RSM湍流数值计算模型,对DSM型重介质旋流器的流场进行了数值模拟.研究了DSM型重介质旋流器流场的速度分布、密度分布和压力分布,得出4点结论:旋流器内的流体沿着溢流管的外侧向下流动,使旋流器分选时存在短路流,降低了旋流器的分选效率.旋流器内的轴向速度越接近中心越高,大约在旋流器半径的中部通过零点,所有速度为零的个点形成了零轴速包络面(LZVV).,在空气柱附近达到最大值,然后逐步下降到最低点.由于回流的作用,了空气柱,空气柱截面直径大约为溢流口直径的016.

关键词:DSM重介质旋流器;速度场分布;中图分类号:TD92217　　　文献标识码:NumericalsimiintheDSMheavymediumcyclone

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CFX三维圆柱扰流分析 三维圆柱扰流分析 —卡门涡街模拟 卡门涡街模拟

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分析过程1.建模与网格划分 建模与网格划分 2.参数设置 参数设置 3.结果与分析 结果与分析

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几何模型

建立如图所示的几何模型，给各面按图所示命名。 建立如图所示的几何模型，给各面按图所示命名。圆 柱的长为0.3 直径0.1 圆柱圆心到INLET TOP, 0.3, 0.1, INLET和 柱的长为0.3,直径0.1,圆柱圆心到INLET和TOP, DOWN的距离为0.5,距离OUTLET 的距离为0.5 OUTLET为 DOWN的距离为0.5,距离OUTLET为2

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3D网格 3D网格

按左图切分 BLOCK

按左图布点， 按左图布点， Z方向 等分 方向10等分 方向

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网格总数100000 网格总数100000 Quality 0.85

圆柱周边网格

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边界条件设置Inlet、Top、 inlet(速度值以Re决定) Re决定 Inlet、