论文部分内容阅读
采用直接数值模拟的方法,对轴向运动圆柱湍流边界层进行了研究,基于平均轴向外流速度U∞和圆柱半径R的雷诺数为400.圆柱壁面绕轴线做周向简谐运动,流体在壁面采用无滑移条件,无穷远处采用自由滑移不可穿透条件.计算考察了不同振动周期对减阻效果的影响,并通过考察近壁速度场及涡结构分析了阻力变化机制.计算结果表明,振动周期的不同会导致近壁流场结构存在显著差异:当振动周期较小时,由壁面运动形成的周向Stokes层能有效减弱近壁条带结构,从而抑制湍流强度减小摩擦阻力;然而当振动周期较长时,离心不稳定效应逐渐显现,泰勒涡周期性地形成和消失会使内壁阻力增大且剧烈波动.通过考察不同振动周期下雷诺切应力、拟涡能、概率密度分布等湍流统计量,分析了离心失稳前后近壁流场结构及泰勒涡对于摩擦阻力的贡献.