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王亚南;胡志伟;戴维·汤普森

圆角立方体绕流及噪声的数值研究。 （英语） Zbl 1519.76316号

计算。流体 202，文章ID 104521，19 p.（2020）.
小结：在OpenFOAM中使用延迟分离涡模拟，在不同雷诺数（50000到200000）下，数值研究了拐角圆角对立方体绕流的影响。考虑了0到40%立方体长度的不同拐角半径。为了验证所采用的方法，首先对具有相同特征长度的球体上的流动进行了基准测试。基准测试的结果与文献中可用的实验和数值数据之间取得了良好的一致性。随后，研究了圆角立方体绕流的特性，包括气动系数、平均流型和表面压力分布。分析了气流特性与气动系数之间的关系。此外，使用FLUENT中的Ffowcs-William Hawkings声学类比来预测圆形立方体发出的远场噪声。研究发现，采用精确确定半径的圆角可以有效降低噪声。最小噪声出现在表面压力波动最小的立方体边长半径1/3处，但由于旋涡脱落，当角半径进一步增加至\（R/L=2/5\）时，声级再次增加。

MSC公司：

2005年第76季度 水力和气动声学
76-04 流体力学相关问题的软件、源代码等

关键词：

圆角;流动模式;空气动力噪声;立方体;球

软件：

ANSYS软件;开放式泡沫;FLUENT公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Y.Wang}等人，计算。液体202，文章ID 104521，19 p.（2020；Zbl 1519.76316）
全文： 内政部 链接

参考文献：

[1] Klotz，L。；Goujon-Durand，S。；Rokiki，J。；Wesfreid，J.，《中等雷诺数立方体后流动的实验研究》，《流体力学杂志》，750，73-98（2014）
[2] 德帕顿，S。；Lasserre，J。；Boueilh，J。；布里齐，L。；Borée，J.，使用近壁PIV的表面摩擦模式分析，Exp Fluids，39，5，805-818（2005）
[3] Roshko，A.，《非常高雷诺数下圆柱绕流的实验》，《流体力学杂志》，10，3，345-356（1961）·Zbl 0109.43702号
[4] Breuer，M.，《通过圆柱的亚临界流的大涡模拟：数值和建模方面》，《国际数值方法流体》，28，9，1281-1302（1998）·Zbl 0933.76041号
[5] Sohankar，A。；诺伯格，C。；Davidson，L.，低雷诺数绕方形柱体的迎角流动：阻塞、涡旋脱落开始和出口边界条件的研究，国际数值方法流体杂志，26，1，39-56（1998）·Zbl 0910.76067号
[6] 布鲁尔，M。；伯恩斯多夫，J。；Zeiser，T。；Durst，F.，基于两种不同方法：格子Boltzmann和有限体积法的方形圆柱体层流精确计算，《国际热流杂志》，21，2，186-196（2000）
[7] Achenbach，E.，《超高雷诺数下球体绕流实验》，《流体力学杂志》，54，3，565-575（1972）
[8] Kurita，T。；哈拉，M。；山田，H。；Wakabayashi，Y。；水岛，F。；Satoh，H.，《降低高速列车受电弓噪音》，J Mech Syst Transp Logist，3，1，63-74（2010）
[9] 汤普森，D.J。；Latorre Iglesias，E。；刘，X。；朱，J。；Hu，Z.，《预测和控制高速列车空气动力学噪声的最新进展》，《国际铁路运输杂志》，3，3，119-150（2015）
[10] 米兰，S。；Sohn，C.H.，《圆角对流经方形圆柱体流动影响的数值研究》，《国际数值方法热流流》，25，4，686-702（2015）·Zbl 1356.76061号
[11] 冈本，S。；Uemura，N.，《倒圆角对放置在地平面上立方体的空气动力和湍流尾迹的影响》，实验流体，11，1，58-64（1991）
[12] 田村，T。；宫城县。；Kitagishi，T.，不同角形状方形圆柱体上非定常压力的数值预测，《风力工程与工业航空动力学杂志》，74531-542（1998）
[13] 田村，T。；宫城，T.，《湍流对具有各种角形状的方形圆柱体上空气动力的影响》，《风力工程与工业空气动力学杂志》，83，1-3，135-145（1999）
[14] 张伟。；Samtaney，R.，《低雷诺数流过带圆角的孤立圆柱体》，《计算流体》，136384-401（2016）·Zbl 1390.76246号
[15] 胡，J。；周，Y。；Dalton，C.，角半径对方形棱镜近尾迹的影响，实验流体，40，1，106（2006）
[16] Kumar，R.A。；Sohn，C.H。；Gowda，B.L.，《方形圆柱近尾迹流特征的PIV研究：拐角半径的影响》，《机械科学技术杂志》，29，2，527-541（2015）
[17] Carassale，L。；弗雷达，A。；Marrè-Brunenghi，M.，《带圆角方形圆柱体气动性能的实验研究》，《流体结构杂志》，44，195-204（2014）
[18] 刘，X。；胡，Z。；汤普森，D。；Jurdic，V.，通过引入沿翼展方向的波浪度减少方形杆的空气动力学噪声，J Sound Vib，435，10，323-349（2018）
[19] Latorre Iglesias，E。；汤普森，D。；Smith，M.，预测高速列车受电弓空气动力噪声的基于组件的模型，J Sound Vib，394，280-305（2017）
[20] Vickery，B.J.，《光滑湍流中方形截面长圆柱体上的脉动升力和阻力》，《流体力学杂志》，25，3，481-494（1966）
[21] Fujita，H.，《二维圆柱体辐射的风成音调特征》，Fluid Dyn Res，42，1，015002（2010）·Zbl 1423.76176号
[22] 贝克尔，S。；埃斯科瓦尔，M。；哈恩，C。；阿里，I。；Kaltenbacher，M。；巴塞尔，B.，前向台阶流致噪声的实验和数值研究，第11届AIAA/CEAS气动声学会议，3006（2005）
[23] 阿瓦西，M。；德文波特，W.J。；亚历山大，W.N。；Glegg，S.A.，《圆形前向飞行步骤的气动声学：近场行为》，AIAA J，57，3，1237-1249（2018）
[24] 阿瓦西，M。；德文波特，W.J。；亚历山大，W.N。；Glegg，S.A.，《圆形前方台阶的气动声学：远场行为》，AIAA J，57，5，1899-1913（2019）
[25] Awasthi，M.，二维和三维表面不连续性湍流辐射的声音（2015），弗吉尼亚理工大学，博士论文
[26] Kaushik博士。；Keyes，D.E。；Smith，B.F.，《空气动力学问题的Newton-Krylov-Schwarz方法：非结构网格上的可压缩和不可压缩流动》。，技术代表（1999），美国伊利诺伊州阿贡国家实验室
[27] Pope，S.B.，《湍流》（2001），剑桥大学出版社
[28] Spalart，P.R。；Allmaras，S.R.，《气动流动的单方程湍流模型》，AIAA J，94，439（1992）
[29] 斯帕拉特，P。；Jou，W。；Strelets，M。；Allmaras，S.，关于机翼LES可行性和RANS/LES混合方法的评论，Adv DNS/LES，1，4-8（1997）
[30] Spalart，P.R。；甲板，S。；舒尔，M。；Squires，K。；Strelets，M.K。；Travin，A.，《分离涡模拟的新版本，抗模糊网格密度》，Theor Compute Fluid Dyn，20，3，181-195（2006）·Zbl 1112.76370号
[31] 弗罗里奇，J。；von Terzi，D.，湍流模拟的混合LES/RANS方法，Prog Aerosp Sci，44，5，349-377（2008）
[32] Menter，F。；Kuntz，M.，《涡粘湍流模型对车辆后面非定常分离流的适应性》，《重型车辆的空气动力学：卡车、公共汽车和火车》，339-352（2004），Springer
[33] Travin，A。；舒尔，M。；Strelets，M。；Spalart，P.，复杂湍流分离涡模拟中的物理和数值升级，复杂流动大涡模拟的进展，239-254（2002），Springer·兹比尔1080.76535
[34] 帕奈克斯，S。；Durbin，P.A。；Behnia，M.，使用（v^2-f）模型计算三维湍流边界层，《湍流燃烧》，60，1，19-46（1998）·Zbl 0967.76567号
[35] 留置权，F.-S。；Kalitzin，G.，用（v^2-f）湍流模型计算跨音速流动，国际热流杂志，22，1，53-61（2001）
[36] Mirzaei，M。；Sohankar，A.，使用（k-\omega-\overline{v^2}-f）湍流模型对两侧方形圆柱体周围的对流传热和流体流动进行的数值研究，热质传递，49，12，1755-1769（2013）
[37] Mirzaei，M。；Sohankar，A.，基于具有三种流动配置的（k-\omega-\overline{v^2}-f）模型的分离涡模拟评估，Aerosp Sci-Technol，43，199-212（2015）
[38] Nguyen，N。；佩尔松，P.-O。；Peraire，J.，使用高阶间断Galerkin方法的RANS解决方案，第45届美国航空航天局航空科学会议和展览，914（2007）
[39] Wang，Y。；汤普森，D。；Hu，Z.，不同长宽比长方体绕流和辐射噪声的数值研究，《物理流体》，32，2，025103（2020）
[40] Lighthill，M.J.，关于空气动力学产生的声音。I.一般理论，Proc R Soc Lond A，211，1107，564-587（1952）·Zbl 0049.25905号
[41] Lighthill，M.J.，关于空气动力学产生的声音。二、。湍流作为声源，Proc R Soc Lond a，222，1148，1-32（1954）·Zbl 0055.19109号
[42] 格里格，S。；Devenport，W.，《低马赫数气流的气动声学：基础、分析和测量》（2017），学术出版社
[43] Ffowcs Williams，J.E。；Hawkings，D.L.，任意运动中湍流和表面产生的声音，Philos Trans R Soc Lond Ser A Math Phys Sci，2641151321-342（1969）·Zbl 0182.59205号
[44] Franke，J。；赫希，C。；詹森，A。；Krüs，H。；Schatzmann，M。；Westbury，P.，《CFD在风力工程中的应用建议》，成本行动C，14，C1（2004）
[45] Wang，Y。；汤普森，D。；Hu，Z.，壁面邻近度对立方体上方流动的影响及其对发出噪声的影响，《物理流体》，31，7，077101（2019）
[46] Martinuzzi，R。；Tropea，C.，在充分发育的河道水流中放置的表面安装棱柱状障碍物周围的水流（数据库贡献），J Fluids Eng，115，1，85-92（1993）
[47] 罗迪，W。；Ferziger，J。；布鲁尔，M。；Pourquie，M.，《大涡模拟的现状：研讨会结果》，Trans-Am Soc Mech Eng J Fluids Eng，119，248-262（1997）
[48] Yakhot，A。；刘，H。；Nikitin，N.，《壁挂立方体周围的湍流：直接数值模拟》，《国际热流学杂志》，27，6，994-1009（2006）
[49] 坂本浩，H。；Haniu，H.，均匀流中球体涡脱落的研究，《流体工程杂志》，112,4386-392（1990）
[50] Taneda，S.，雷诺数在10^4和10^6之间时通过球体的流动的视觉观察，流体力学杂志，85，1，187-192（1978）
[51] Achenbach，E.，《球体的旋涡脱落》，《流体力学杂志》，62，2，209-221（1974）
[52] Achenbach，E.，《横流中圆柱周围局部压力和表面摩擦力的分布》，《流体力学杂志》，34，4，625-639（1968）
[53] 巴基奇，V。；施密德，M。；Stanković，B.，球体周围湍流结构的实验研究，《热科学》，10，2，97-112（2006）
[54] Schmidt，M.，《Grobstruktursimulation turbulenter strömungen auf unstrukturierten gittern mit einer parallelen finite-volume-methode》（2002年），阿贝茨贝里切·希夫鲍德理工大学博士论文
[55] Wieselsberger，C.，Neuere feststellungen uber die gesetze des flussigkeits und luftwiderstands，Phys Z，22321（1921）
[56] Schlichting，H。；Gersten，K.，边界层理论（2016），Springer
[57] Tomboulides，A.G.，《尾流的直接和大涡模拟：绕球体的流动》（1993），普林斯顿大学博士论文
[58] Constantinescu，G。；Squires，K.，《亚临界和超临界状态下球体上方流动的数值研究》，《物理流体》，16，5，1449-1466（2004）·Zbl 1186.76112号
[59] 罗德里格斯，I。；Lehmkuhl，O。；博雷尔，R。；Oliva，A.，《亚临界雷诺数下球体湍流尾迹的流动动力学》，计算流体，80，233-243（2013）
[60] Robertson，E。；乔杜里，V。；Bhushan，S。；Walters，D.，《不可压缩钝体流动的OpenFOAM数值方法和湍流模型验证》，计算流体，123，122-145（2015）·Zbl 1390.76009号
[61] 比尔曼，P。；格雷厄姆·J。；Obasaju，E。；Drossopoulos，G.，角半径对振荡流中圆柱形钝体所受力的影响，Appl Ocean Res，6，2，83-89（1984）
[62] Lim，H.C。；卡斯特罗，I.P。；Hoxey，R.P.，深层湍流边界层中的钝体：雷诺数问题，流体力学杂志，571，97-118（2007）·Zbl 1106.76309号
[63] Kolář，V.，《涡流识别：新要求和限制》，《国际热流杂志》，28，4，638-652（2007）
[64] Bearman，P.，《带钝后缘并装有分流板的二维模型后流动的研究》，《流体力学杂志》，21，2，241-255（1965）·Zbl 0123.21403号
[65] Délery，J.M.，Robert Legendre和Henri Werlé：走向三维分离的阐释，《流体力学年鉴》，33，1，129-154（2001）·Zbl 1053.76016号
[66] Wang，Y.，长方体上方的空气动力学流动和产生的噪声（2020年），南安普顿大学博士论文
[67] 贝克尔，S。；哈恩，C。；Kaltenbacher，M。；Lerch，R.，不同几何形状壁装圆柱的流致噪声，AIAA J，46，9，2265-2281（2008）
[68] Kaltenbacher，M。；埃斯科瓦尔，M。；贝克尔，S。；Ali，I.，使用LES/SAS和Lighthill的声学类比进行流致噪声的数值模拟，国际J数值方法流体，63，9，1103-1122（2010）·Zbl 1425.76103号
[69] Curle，N.，《固体边界对空气动力学声音的影响》，Proc R Soc Lond Ser A Math Phys-Sci，231，1187，505-514（1955）·Zbl 0067.43104号
[70] ANSYS有限元分析软件。Ansys FLUENT用户指南。宾夕法尼亚州坎恩斯堡，2011年。
[71] Khalighi，Y。；马尼，A。；火腿，F。；Moin，P.，低马赫数下复杂流动产生的声音预测，AIAA J，48，2，306-316（2010）
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