搜索CFD模擬層流渦旋脫落
2017-03-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
工具:ABAQUS/CFD
單元類型:FC3D8(8結點線性流體六面體單元)
問題描述:
二維層流繞過一個柱面,是一個可以充分證明的流體動力學問題,其主要特征是由于柱面的幾何形狀導致產生不同的壓力梯度,從而產生邊界層分離現象(邊界層分離又稱為流動分離,是指原來緊貼壁面流動的邊界層脫離壁面的現象。邊界層脫離壁面后的空間通常由后部的倒流流體來填充,形成渦旋,因此發生邊界層分離的部位一般有渦旋形成),其可由雷諾數表征:
;
其中:V自由流速;D柱面直徑;
;
其中,f是旋渦脫落的頻率,實驗研究已經證明,斯特勞哈爾數是依賴于雷諾數(Roshko,1954)。現在就通過Abaqus/CFD來驗證,最后通過數值模擬結果與實驗研究結果進行比較。
4. 模型
厚度0.2D
5. 網格分區及劃分
6. 邊界條件
流入口有V1,上下邊界有V1,圓柱面無流速,由V3=0來表述二維。
7. 參數設置
|
ρ |
1000kg/m3 |
|
D |
1m |
|
V |
1m/s |
|
μ |
0.01kg/ms |
|
Re |
100 |
|
固定分析步Δt |
0.01 |
|
總分析時間 |
350s |
|
θ |
0.5 |
|
壓力計算誤差容許值 |
10e-8 |
8. 模擬結果分析
下圖為四個待研究位置,分別是X/D=(4,8,12,16)
下圖為y方向流速隨時間變化曲線,結果顯示,隨著節點遠離圓柱面,其速度Vy減小,從而導致整個區域粘度部分消散,部分粘聚的渦旋結構,但是各點的振幅保持不變。
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