张童伟，聂 欣，陶雪峰

(杭州电子科技大学机械工程学院，浙江 杭州 310018)

大涡模拟中模型系数对方柱绕流的影响

张童伟，聂 欣，陶雪峰

(杭州电子科技大学机械工程学院，浙江 杭州 310018)

采用大涡模拟中3种不同Smagorinsky系数的标准Smagorinsky-Lilly模型和动态模型，对雷诺数为22 000的三维方柱绕流进行数值研究.对计算结果中的特征变量进行了验证与分析；并对不同尺度的涡旋及其相互关系进行研究；同时对流场不同位置处和不同Smagorinsky系数对计算结果的影响及其准确性进行了对比分析.结果表明：不同Smagorinsky系数对流场中的大尺度涡旋以及斯特劳哈尔数的计算结果影响较小；小尺度涡旋的含能量随Smagorinsky值的减小而减小，且较小Smagorinsky系数的模型展现出的小尺度涡旋更多；不同模型的在方柱尾流区不同位置计算准确度存在差异.整体来看，动态模型相比于标准Smagorinsky-Lilly模型更为合适.

大涡模拟；方柱绕流；Smagorinsky系数；动态模型；湍流能谱

0 引 言

方柱绕流广泛存在于环境、海洋、水利、动力机械及建筑等诸多工程领域，其绕流涡旋脱落产生的振动对机械零部件、建筑和桥梁的稳定具有重要影响，涡旋升阻力在海洋方面也得到广泛应用，另外方柱后方的回流现象对泥沙以及污染物的输运起到重要作用.与此同时，由于方柱几何模型简单，且涉及到剪切层的转捩，流动的分离和附着，周期性的涡脱落等复杂的流动现象，因此被广泛应用于实验和数值模拟的研究[1-5].其中大涡模拟作为一种效率高……