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《哈尔滨工业大学》 2015年
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两个串联不同直径圆柱的流体动力学研究

韩学伟  
【摘要】:本文主要描述了在变化的间距比L/d=1.0~8.0和直径比d/D=0.2~1.0(L是上游圆柱的圆心到下游圆柱前滞点的距离。d是上游圆柱的直径,在8、16、24、32和40 mm等几个尺寸中变化,但下游圆柱直径D固定在40 mm不变)的情况下,两个串联圆柱的上游圆柱的尺寸(直径d)对下游圆柱的全局特征的影响,这些特征包括平均阻力系数(CD),脉动阻力和升力系数(CD'和Q’),漩涡脱落频率和流场结构等。基于下游圆柱的直径D,算得的雷诺数为Re4.27x104。通过测力传感器可以得到CD、CD'和CL',通过热线测量尾流的脉动速度可以得到涡脱频率,通过PIV和烟雾显示技术可以得到流场结构。实验结果显示,较小的再附着流和共同脱落流的临界间距比L/d的值较大。CD、CD'和CL'从再附着流向共同脱落流转变的过程中,对于d/D=1.0-0.4是上升的,而对于d/D=0.2则是下降的。在共同脱落流的流态中,下游圆柱的涡脱频率锁入上游圆柱的滑脱频率发生在d/D=1.0、0.8和0.6,另外,只有d/D=0.6发生了次谐波锁入。对于d/D=0.4和0.2,下游圆柱的涡脱频率锁入上游圆柱的涡脱频率的现象则没有发生,但是,相对于单个圆柱的涡脱频率,上游圆柱和下游圆柱的涡脱频率会分别大些和小些。一般来说,CD随直径比d/D减小呈现增长的趋势,然而,对于CD’和CL‘,随直径比从1.0降到0.6时下降,随直径比从0.4降到0.2时上升。对于前者的现象,主要是由于漩涡或剪切流被破坏的缘故,然而后者则是由于两圆柱之间的流速增加的缘故。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O35

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