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周期性山丘上的流动——在广泛的雷诺数范围内进行的数值和实验研究。 (英语) Zbl 1237.76026号

小结:本文对平面槽道中光滑等高线收缩段的流动进行了详细分析。这种配置代表了一种流从具有明确流动条件的曲面分离的一般情况,这使得它特别适合作为计算分离流的基准情况。这些山丘将河道收缩了约三分之一的高度,并且相距9个山丘的高度。此设置遵循以下调查[J.Fröhlich先生等,《流体力学杂志》。526, 19–66 (2005;Zbl 1065.76116号)],并通过大量雷诺数的数值和实验数据对其进行补充。我们给出了由两个完全独立的代码实现的直接数值模拟(DNS)和高分辨率大涡模拟(LES)预测的结果。此外,PIV测量的新实验数据也支持这些数值结果。数值研究中的结构在流向和跨度方向上使用周期性边界条件。在实验装置中,周期性是通过沿河流方向排列的10个山丘和河道的大跨度来实现的。通过连续山顶和PIV测量值之间的压降来检查实验中周期性假设。本研究的重点有两方面:(i)给出了数值和实验数据,这些数据可以作为这个广泛使用的标准测试用例的参考数据。不同规范和实验数据分别描述和证实了所考虑案例的物理特性和新发现。显示了平均速度和压力分布、雷诺应力、各向异性不变图和瞬时量。(ii)扩展先前的研究,在覆盖(100 Re\leq 10595\)的雷诺数的大范围内对周期性山丘上的流动进行了研究。从非常低的Re开始,记录了物理现象的演变和存在,例如山顶的微小再循环区域。提出了稳定层流的极限以及向全湍流阶段的过渡。对(700\leq Re\leq 10595\)湍流统计进行了详细分析。仔细地进行DNS和LES预测以及不同数值和实验结果之间的交叉检查,为流动行为的物理研究建立了框架。发现了新的有趣的流动特征。

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76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
76-05 流体力学相关问题的实验工作
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全文: 内政部

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