亚临界状态下两端自由圆柱绕流减阻数值模拟分析

摘要

[目的]为了解亚临界状态下两端自由圆柱绕流的减阻效果,开展相关研究.[方法]采用大涡模拟方法,对亚临界状态(Re=300～3×105)下长径比为1.5的两端自由圆柱进行数值模拟,对比直圆柱、波浪形圆柱、两端为半球形圆柱的计算结果.[结果]研究表明:两端为半球形圆柱的减阻效果明显,阻力系数减小最大可达50％;选用的基于波浪形圆柱的2种圆柱形式在不同的雷诺数下减阻效果不同,减阻效果较弱,阻力系数最大减小6.3％.与两端自由直圆柱相比,两端为半球形的圆柱由于半球端的存在,使自由端近来流处的流体速度加快,并抑制了自由端处漩涡的发展,最终减小了圆柱受力.[结论]所得结果描述了不同圆柱形式下两端自由结构的受力及减阻情况,可为研究两端自由圆柱的减阻现象提供参考.