【摘 要】
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流场中距离较近的两个或多个物体相对运动时,会产生相互干扰,这种干扰现象在海洋、环境、化工以及生物等工程中广泛存在。要很好地解决这些问题,必须对流场中两个或多个物体
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流场中距离较近的两个或多个物体相对运动时,会产生相互干扰,这种干扰现象在海洋、环境、化工以及生物等工程中广泛存在。要很好地解决这些问题,必须对流场中两个或多个物体的相互作用特性有深入的理解。 本文采用基于动态网格技术的计算流体力学数值方法,对黏性流场中两个物体相互靠近时的水动力特性进行了研究并且得到了一些结论。 在二维流场中,首先对比分析了无黏流场和黏性流场中圆柱的受力特性,然后分析了不同间隙比、不同靠近速度和不同背景流场下圆柱的受力特性。数值模拟结果表明:来流速度为零时,阻力系数随着间隙比的减小而增大,随靠近速度的增大而增大;当来流速度不为零时,阻力系数随着来流速度的增大而增大;在来流速度与靠近速度之比较大时,圆柱受力出现较为明显振荡。 进一步,对三维流场中相互靠近的两物体的受力特性进行分析。与二维情况相比,三维情况下,圆柱靠近时斥力显著减小,这说明,三维流场中圆柱相互靠近时壁面效应小于二维物体。同时验证了本文所采用的计算方法对于模拟椭球的旋转运动的问题是可靠的;在模拟水下椭球靠近结构物并且进行旋转运动时,发现在椭球自传和绕结构物运动时,椭球所受力矩变化较大,在控制椭球做精确运动时应加以注意。
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