刘为民, 谷家扬, 卢燕祥

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院, 江苏 镇江 212003)

多钝体绕流问题广泛存在于各个工程领域中,例如,桥梁工程中的桥墩、土木工程中的建筑群、航天工程中的支撑机翼的双柱、海洋工程中的柔性立管以及海洋钻井平台的立柱等．方柱群绕流是一种典型的钝体绕流,一直是流体领域热点研究对象之一,流体会对方柱产生力的作用,绕过流体后的流体也会相互作用．各立柱周围的流场结构非常复杂,各立柱动力学特征和单独置于流体中的单个立柱动力学特征完全不同．

风洞和水池的实验研究涉及大量的人力、物力,而数值模拟具有投资小、周期短、效率高等特点,因此,成为一般研究人员的主要研究手段．多柱体绕流无论是串列、并列布置方式,相邻圆柱间的涡脱对最终流体力和旋涡脱落会产生很大的影响,与单圆柱相比会有很大区别．当间距不同时会在柱体后方形成不同尾流．当前对多柱体静止绕流的数值及试验研究,多是基于等直径桩柱群进行的[1-2]．

文献[3]采用有限体积法对流向分别为0°及4°的方柱在空气中的绕流进行了数值模拟并进行了比较,研究发现特征长度对柱体尾部泄涡结构有很大影响．文献[4]采用大涡模拟与二阶全展开ETG有限元离散格式相结合的方法对并列方柱绕流进行了数值模拟,模型中,柱间距比为1.5,对两柱体的水动力系数及对称布置点上的流向速度进行了时域和频域……