搜索CFD模拟层流涡旋脱落
2017-03-01 by:CAE仿真在线 来源:互联网
工具:ABAQUS/CFD
单元类型:FC3D8(8结点线性流体六面体单元)
问题描述:
二维层流绕过一个柱面,是一个可以充分证明的流体动力学问题,其主要特征是由于柱面的几何形状导致产生不同的压力梯度,从而产生边界层分离现象(边界层分离又称为流动分离,是指原来紧贴壁面流动的边界层脱离壁面的现象。边界层脱离壁面后的空间通常由后部的倒流流体来填充,形成涡旋,因此发生边界层分离的部位一般有涡旋形成),其可由雷诺数表征:
;
其中:V自由流速;D柱面直径;
;
其中,f是旋涡脱落的频率,实验研究已经证明,斯特劳哈尔数是依赖于雷诺数(Roshko,1954)。现在就通过Abaqus/CFD来验证,最后通过数值模拟结果与实验研究结果进行比较。
4. 模型
厚度0.2D
5. 网格分区及划分
6. 边界条件
流入口有V1,上下边界有V1,圆柱面无流速,由V3=0来表述二维。
7. 参数设置
|
ρ |
1000kg/m3 |
|
D |
1m |
|
V |
1m/s |
|
μ |
0.01kg/ms |
|
Re |
100 |
|
固定分析步Δt |
0.01 |
|
总分析时间 |
350s |
|
θ |
0.5 |
|
压力计算误差容许值 |
10e-8 |
8. 模拟结果分析
下图为四个待研究位置,分别是X/D=(4,8,12,16)
下图为y方向流速随时间变化曲线,结果显示,随着节点远离圆柱面,其速度Vy减小,从而导致整个区域粘度部分消散,部分粘聚的涡旋结构,但是各点的振幅保持不变。
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