亚临界雷诺数下串列三圆柱体绕流特性研究
2021-10-11涂佳黄梁经群邓旭辉郭小刚
船舶力学 2021年9期
涂佳黄,王 程,梁经群,邓旭辉,郭小刚,张 平
(1.湘潭大学土木工程与力学学院,湖南 湘潭 411105;2.岩土力学与工程安全湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411105;3.永州市零陵区财政投资评审中心,湖南 永州 425100)
0 引 言
绕流是自然界中广泛存在的流体运动现象。常见于海洋管道、海洋平台立柱、桥墩等实际工程,且多数情况以柱体群的形式存在。柱体群的流体运动相比于单柱体工况要复杂,对柱体结构的影响也会不同。因此,通过研究柱体群的绕流特性及流体对柱体群结构产生的影响,可为实际工程提供一些参考信息。
目前,学者们对各类排列形式的双柱体绕流问题已开展了大量的数值计算与实验研究,而对串列布置三柱体或多柱体群的研究相对较少。Alam等[1]对Re=200下的串列三圆柱体绕流进行了数值模拟,分析得出中上游圆柱体间距比和中下游圆柱体间距比的不同将会导致涡脱落呈现同相或反相模式,并总结归纳了四种主要模式。同时,对流场和圆柱体结构之间的互扰作用进行了解释。Harimi和Saghafian[2]采用重叠网格法,对Re=100和200工况下串列双圆柱体和三圆柱体进行了数值模拟,分析得出流体力系数和尾流结构取决于间距比的大小,并发现下游圆柱体随间距比的变化不同于中上游圆柱体。Liang等[3]对层流条件下的串列六圆柱体绕流特性进行了研究,分析得出间距比的增大会使涡脱落发生的位置逐渐向上游移动,并发现临界间距比在3.0~3.6范围内,且在临界间距比工况下相邻圆柱体的涡脱落会出现反相。……
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