层流状态下有限长圆柱体绕流的模拟研究

摘要

基于计算流体力学软件Fluent,采用有限体积法求解不可压缩N-S方程，模拟了层流状态下高径比h/d=8 (h和d分别为圆柱体的高度和直径)的有限长圆柱体的绕流问题。柱体的一端固定在壁面(即固定端),另一端无约束(即自由端)。基于圆柱体直径的雷诺数范围为40≤Re≤400。模拟研究得到了柱体绕流的尾流流场特性及其升阻力系数、Strouhal数等。结果表明，柱体升力系数的峰值、平均阻力系数和Strouhal数均低于二维圆柱的数值，主要原因来自于柱体自由端与固定端的流场结构。同时，研究发现了升力系数的峰值随Re的增大呈现出先增后减的规律，论文对此问题进行了定量分析。

关键词

计算流体力学 / 有限体积法 / 柱体绕流 / 升阻力系数