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Fluent学习笔记(24)-----圆柱绕流(小Re下典型流场)

2013-01-27 21:48阅读:528
圆柱绕流是工程以及CFD中典型问题,如风对建筑物,飞行器,水下输油管,海上平台,各类管壳式管热器等。是工程广泛问题也是了解其他柱状钝体扰流的基础。
圆柱绕流中起决定作用的是雷诺数,小Re是定常的,随着Re的增大,圆柱后面出现一对尾涡;当Re较大时,尾涡首先失稳,周期性震荡,而后附着涡交替脱落,泻如尾流,形成karman涡街,随着Re进一步增大,流体变得越来越复杂。
在Re=3x102~3x105为亚临界区,边界层仍是层流分离,而尾迹中已经是湍流涡街了;当Re=3x105~3.5x106 临界区,边界区从层流分离转化为湍流分离;而在Re>3.5x106 为过临界区,完全变为湍流分离。

本例展示圆柱扰流条件下的低雷诺数到高雷诺数的流场全貌。
基本设置:
选择求解器,type为pressure-based,time—steady
模型设置—viscous-Laminar 选择laminar,小雷诺数下选择层流模式。
材料设置---设定圆柱直径为1m,密度为1kg/m3,粘度0.01pa s,当速度为0.1m/s,Re=10.
Cell zone condition 为air。
Boundary condition ,入口速度为0.1m/s,此时Re=10.
求解设置—为更好地观察流场的收敛过程,创建一个点来跟踪的速度收敛情况。
Surface –point,建立一个坐标为(2,1)的点 point-4。
Solution methods—scheme选择simplec,gradient 选择green-gauss cell based,pressure下选择 second order,momentum 下选择second order upwind。
Monitor菜单,设置连续方程的残差为0.00001
观察测量点的速度值,surface monitors
,report type选择 vertex average,在field variable 下选择velocity,Y velocity,在surface 下选择 测量点point-4。
初始化,standard initialization, compute from in,选择来流流速进行全场初始化。
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Re=10残差收敛曲线
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Re=10 点速度收敛曲线
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Re=10 x方向速度云图
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Re=10 y方向速度云图
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Tecplot下的Re=10 下的圆柱绕流局部放大图

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