何颖，杨新民，陈志华，易文俊

(南京理工大学 瞬态物理重点实验室，南京 210094)



高雷诺数圆柱绕流分离的旋转控制

何颖，杨新民，陈志华，易文俊

(南京理工大学 瞬态物理重点实验室，南京 210094)

为了深入研究高雷诺数旋转圆柱绕流的流场特性，采用大涡模拟(LES)方法对雷诺数Re分别为3 900、1.4×105、1.0×V106的圆柱绕流在不同转速条件下的三维流场进行了数值仿真。首先以典型非旋转圆柱绕流为算例与相关研究结果进行了对比，验证了本文计算方法与结果的准确性，然后对旋转速度α分别为1、2、3、4时的圆柱绕流进行了模拟。结果表明，不同雷诺数条件下旋转效应都可以有效抑制旋涡脱落和尾部湍流的产生，且分离涡随着转速和雷诺数的增大而变小。同时，雷诺数越小，圆柱的升阻比越大，而超临界区升阻力系数的变化趋势不明显且其值较小；雷诺数越大，受到粘性力的影响越小。

高雷诺数;大涡模拟;旋转圆柱;圆柱绕流;旋转控制

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.u.20160624.1127.010.html

圆柱绕流的分离控制方法较多[1]，近年来，利用旋转来控制圆柱表面流体分离与涡脱落已渐被重视。初步研究表明[2-6]，对于一定雷诺数圆柱绕流，当圆柱旋转速度达到一定值时旋涡脱落消失，同时因产生马格努斯力而使升力增加，然而，一定条件下还可能产生负马格努斯力效应。另外，圆柱绕流在亚临界区时圆柱体上分离的剪切层开始向不规则的湍流状态转变[7]，呈现出三维效应，到了超临界区，尾流的流动状态则变得非常混乱，已经无法辨认涡街。……