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流动分离及其控制的机理研究

郁程  
【摘要】:流动分离现象在穿透自由液面的圆柱绕流过程中非常明显,也是造成各种海洋结构物阻力性能恶化的重要原因。生涡器是航空业界用于控制机翼上流动分离的装置。上海交通大学已经进行了在穿透自由面的圆柱上应用生涡器控制流动分离的试验研究,结果表明生涡器可以有效抑制圆柱后体的流动分离,对于改善海洋结构物的阻力性能具有重要意义。但限于试验的观测手段,生涡器的作用机理尚不清楚。本文以CFD数值模拟的方法对穿透自由液面的圆柱绕流以及分离现象进行了研究,比较准确的模拟了流动分离的发生区域,阻力计算结果也与试验结果吻合较好。在此基础上,进一步应用大涡模拟技术对圆柱表面生涡器性能进行数值计算,对生涡器抑制流动分离的机理进行了积极探索,有益于生涡器的进一步优化与应用。


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