郭春雨， 郭航， 胡健

(哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

圆柱绕流一直是流体力学中的经典问题，其涉及到的边界层转捩、流动分离、再附着及旋涡脱落等物理现象都是流体力学中的研究难点。圆柱绕流流动既有不固定的分离点,又有分离后的尾流和脱体涡。随着雷诺数的增加,尾流性质,脱体涡的形态有很大的变化,具有丰富的流动现象。桥梁结构物,如拱桥的吊杆、斜拉桥的拉索,具有圆柱形状,物体表面边界层流动在逆压梯度下分离,在一定的雷诺数范围产生规则的旋涡结构,这些交替的旋涡脱落对圆柱受到的升阻力,涡激振动以及产生的噪声问题都有很大影响，因此对圆柱绕流涡脱落以及振动等问题的研究具有十分重要的意义[1]。

Schewe[2]在密封风洞中对从亚临界至超临界雷诺数范围进行了阻力、升力及斯特劳哈尔数的测量。在临界雷诺数范围内观察到了2个不连续的转变，这可以解释为2个临界雷诺数的分叉点。在这2种情况下，这些转变都伴随着临界值波动、对称性破裂(出现稳定升力)和迟滞现象。Lam等[3]利用各种实验测量技术对雷诺数为3 000～9 000扭曲圆柱的近尾迹进行了研究，结果表明扭曲圆柱的平均涡形成长度超过了一半波长且大于光滑圆柱，并且涡形成长度也直接导致阻力以及相关波动升力的减小。Lam等[4]对雷诺数为3 000的不同形状的扭曲圆柱进行了数值模拟研究，结果表明由于展长方向波浪形状的分离线导致扭曲圆柱近尾流涡结构沿展向有周期性的变化。……