抑制鈍頭體漩渦脫落的數(shù)值分析.pdf

1、當粘性氣流流經(jīng)一個鈍頭體表面時，氣流會在鈍頭體表面形成一層很薄的附面層，并且會在鈍頭體的尾部沿著氣流流經(jīng)方向產(chǎn)生漩渦。這種漩渦稱之為：馮卡門渦。很長時間以來，關(guān)于馮卡門漩渦的研究一直是流體力學的熱門，關(guān)于馮卡門漩渦的形成以及影響，已經(jīng)有很多研究者對此進行了深入的研究，大致的研究手段包括實驗和計算機模擬這兩大類方法。目前為止，關(guān)于對馮卡門漩渦的成因和對周圍流場的研究已經(jīng)很充分了，對馮卡門漩渦的抑制則成為研究界的一大熱門領(lǐng)域。抑制馮卡門漩渦

2、可以應(yīng)用到多個領(lǐng)域，其現(xiàn)實意義很大。比如提升研究對象的氣動性能，在機翼后部加裝襟翼延遲漩渦以增加其升力，在賽車尾部加裝尾翼以減小其阻力，減小其振動頻率，甚至目前已經(jīng)作為控制噪音的一個重要手段。
　　本論文設(shè)計首先針對研究流經(jīng)鈍頭體表面的流場，闡述漩渦的產(chǎn)生機理以及其對鈍頭體和周圍流場的影響。本設(shè)計的鈍頭體模型是基于一個圓柱體和置于圓柱體之上，長度為圓柱體直徑4.4倍可調(diào)節(jié)攻角的薄平板。基于此模型，通過計算機模擬，運用數(shù)值方法來抑制

3、馮卡門漩渦并且從該數(shù)值方法中找到此模型抑制馮卡門漩渦的最優(yōu)解。
　　本設(shè)計最終結(jié)果顯示，渦脫落的抑制，既可以從改變間隙比入手，也可以從變換平板夾角來實現(xiàn)。在小間隙比區(qū)域，即，平板偏離很小的角度即可實現(xiàn)漩渦脫落的抑制。而當間隙比處于較大值時，比如，則需要很大的角度才能成功抑制渦脫落。當間隙比處于兩者之間，臨界夾角在附近。漩渦脫落現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于圓柱體和平板后半部分，自旋方向相反的渦互相作用的結(jié)果。因此縮小間隙比，則增大了相互間的作用