肋片对后台阶湍流流动影响的数值模拟

计算物理 ›› 2005, Vol. 22 ›› Issue (4): 344-350.

肋片对后台阶湍流流动影响的数值模拟

王小华^1,2, 何钟怡²

1. 浙江大学机械能源学院流体工程研究所, 浙江杭州 310027;
2. 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 黑龙江哈尔滨 150090

收稿日期:2004-04-09 修回日期:2004-11-25 出版日期:2005-07-25 发布日期:2005-07-25
作者简介:王小华(1972-),男,陕西西安,副研究员,博士,从事流体力学方面的研究.

Influence of a Ripplet on the Turbulent Flow Behind a Backward Facing Step

Wang Xiao-hua^1,2, He Zhong-yi²

1. Institute of Fluid Engineering, College of Mechanical and Energy Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310012, China;
2. Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China

Received:2004-04-09 Revised:2004-11-25 Online:2005-07-25 Published:2005-07-25

摘要/Abstract

摘要： 采用二阶全展开ETG有限元方法作为大涡模拟空间离散格式,计算了Reynolds数为47625条件下的后台阶湍流流动,结果与相关实验资料符合良好,在此基础上分析了附加肋片高度和肋距对后台阶湍流流动的影响.计算结果表明,不同肋高和肋距对台阶下游流动具有较大的影响,相应条件下台阶下游的涡系及其时变过程都发生了很大的变化,计算给出了台阶回流段长度随肋高和随肋距变化的曲线,并指出,在台阶下游附加肋片可以作为后台阶湍流流动一种简单有效的被动控制方式.

关键词: 后台阶湍流流动, 肋片, 有限元, 大涡模拟, 被动控制

Abstract: With the second order Euler-Taylor-Galerkin (ETG) finite element method, a large eddy simulation (LES) is used to simulate turbulent flows over a backward-facing step at Re=47 625. The simulation agrees well with Armaly's experiments.The influence of a ripplet on the turbulent flow is calculated. It is shown that large scale eddies and corresponding reattachment lengths change greatly with the ripplet height and its distance to the step. We argue that adding a ripplet could be a simple and effective passive control to the turbulent flow over a backward-facing step.

Key words: turbulent flow over a backward-facing step, ripplet, finite element method, large eddy simulation, passive control method

中图分类号:

Q333.18

王小华, 何钟怡. 肋片对后台阶湍流流动影响的数值模拟[J]. 计算物理, 2005, 22(4): 344-350.

Wang Xiao-hua, He Zhong-yi. Influence of a Ripplet on the Turbulent Flow Behind a Backward Facing Step[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2005, 22(4): 344-350.

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