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通过与自由表面相互作用的圆柱的粘性流的SPH建模。 (英语) Zbl 1390.76699号

摘要:本文采用光滑粒子流体力学(SPH)方法,对雷诺数为180且与自由表面相交或接近的圆柱绕流进行了数值研究。基于直径,研究了弗劳德数在0.3和2.0之间以及淹没直径比在-0.5和2.5之间时的尾迹行为。这一范围大大扩展了有关该主题的现有文献。讨论了圆柱体脱落的涡流、自由表面破裂产生的涡流以及混合过程。关于淹没相关性,已经发现,对于小间隙比,不会发生经典的von Kármán旋涡从圆柱上脱落。反过来,涡流脱落源于自由表面的波浪破碎,与自由表面流体元件输送到流体主体中同时发生。研究还发现,对于更小的深度比,涡度层在空间上仍然局限于圆柱和自由表面之间,并且在圆柱后面形成了一个大的滞止再循环区域。在某些情况下,该区域内的全部流体在几次脱落循环后最终分离,并向下游平流。据作者所知,这是一种之前未报告的尾流不稳定性形式。还发现,随着弗劳德数的增加,从圆柱体流出的经典von Kármán涡街被阻塞,只有在弗劳德数很高的情况下才能恢复,这与线性稳定性预测一致。关于具有挑战性且之前未研究过的半潜式结构,已经描述了圆柱体作为屏障的流动、干湿圆柱体顶面交替流动以及带有空腔的流动。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
65米75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
76D25型 尾迹和喷流
76立方厘米 不可压缩粘性流体的波浪
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全文: 内政部

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