牛明昌，丁勇，马卫状，韩盼盼

（1.哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001；2.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）

基于温度异重流模型的连续分层流数值模拟方法研究

牛明昌1，丁勇1，马卫状1，韩盼盼2

（1.哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001；2.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）

文章基于温度异重流模型，通过指定流场中温度的分布及密度与温度的函数关系实现密度的连续分层，并假设流场中的热传导在数值过程中可以忽略不计以确保密度分层的稳定。分别采用RANS方法和LES方法对低傅汝德数和高傅汝德数情况下的圆柱绕流进行数值模拟，其尾流场中的lee波、葫芦状流线以及高傅汝德数情况下的波包与实验值相符，低傅汝德数情况下圆柱上下游速度剖面曲线的最小值与实验值仅存在2%的误差，且其分布规律相同。通过改变流体的导热系数，探讨了Peclet数对该方法收敛稳定性的影响，得到了收敛的数值条件。

分层流；温度异重流；尾流场；大涡模拟

0 引言

由于太阳的热辐射及大洋盐热环流等因素，海洋通常是分层的，其密度、温度和盐度沿垂直方向有明显的变化。当潜体在密度分层流体中运动时，流体质点会受到体积效应下的浮力作用，产生异于均匀环境的水动力学现象，如可以明显观察到流场中源生内波的存在。连续分层作为海洋中典型的密度分层形式受到学者们格外的关注。Chomaz,Bonneton和Hopfinger[1]通过对连续分层流中的球体进行拖曳实验，研究了近场尾流在不同傅汝德数下的形态；……