圆柱绕流底部流场及紊动特性试验研究

摘要

本文采用数值模拟和物理模型相结合的办法，对圆柱绕流底部流场及紊动特性进行研究。首先对单圆柱绕流的模型试验和数值模拟及流体的紊动特性相关研究工作进行回顾；而后在光滑底床条件下，使用超声多普勒流速仪对均匀流作用下圆柱周围多个断面进行三维瞬时流速测量；采取统计学原理的计算方法，结合紊动力学相关知识分析不同位置时均流速、脉动流速、紊动强度及雷诺应力等紊动特性沿水流方向和断面的分布规律。
　　最后，应用Flow-3D软件建立了三维圆柱绕流模型，使用RNG k-ε紊流模型，对均匀流下单桩圆柱绕流现象进行模拟；将计算结果与物理模型进行对比验证，结合两种方法的结果研究均匀流作用下单桩周围水流特性和紊动特性。分析建筑物前的马蹄涡形态、桩后尾迹区的尾涡等流动过程。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究进展

1.3研究方法

1.4研究内容

第二章 单圆柱绕流物理模型实验设计

2.1试验仪器及设备

2.2试验方案设计

2.3试验步骤

2.4本章小结

第三章 单圆柱绕流物理模型实验结果分析

3.1紊动参数的介绍

3.2脉动流速的分析

3.3圆柱周围时均流速分布

3.4相对紊动强度分布

3.5雷诺应力分布

3.6本章小结

第四章 单圆柱绕流的数值模拟

4.1数学模型介绍

4.2模型建立

4.3流场模拟计算结果分析

4.4与物理模型的对比

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1主要研究成果的总结

5.2后续研究工作的展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢