中国海洋大学学报（自然科学版）
中國海洋大學學報（自然科學版）
중국해양대학학보（자연과학판）
PERIODICAL OF OCEAN UNIVERSITY OF CHINA
2015年
5期
107-113
,共7页
并列双圆柱%升力、阻力系数%涡脱落形态%斯特鲁哈数St
併列雙圓柱%升力、阻力繫數%渦脫落形態%斯特魯哈數St
병렬쌍원주%승력、조력계수%와탈락형태%사특로합수St
side-by-side cylinders%vortex shedding characteristics%lift and drag coefficients%Strouhal number
多柱体系统在石油开采逐渐向深海发展的过程中得到广泛的应用,由于波浪、流对多柱体的影响易导致其破坏.因此研究多柱体系统绕流具有重大价值.目前多不等直径多柱体绕流的研究还有待深入.本文利用Fluent模拟雷诺数Re=3 900,G/D为0.1～2.5,d/D为0.5、1.0情况下并列双圆柱的绕流过程,并根据模拟结果分析G/D和d/D的变化对大、小柱体涡脱落形态、升力系数Cl、阻力系数Cd和St值的影响.结果表明,随着G/D变化,涡脱落形态会呈现出不同的形式,绕流参数值也随之发生变化.当0＜G/D≤0.2时,柱后只有一个涡脱落,为单一涡脱落区,升、阻力系数值存在突变,St值小于单柱St值;当0.2＜G/D≤0.5～1.0时,柱后出现交替的偏斜流,为偏斜流区,升、阻力系数随着G/D的增大而减小,St值在两个极值之间变化;当0.5～1.0＜G/D≤2.5时,柱后有成对的涡旋,为双旋涡脱落区,升阻力系数值趋于稳定,St值稳定在0.2左右.偏斜流区与双旋涡脱落区之间的临界间距比G/D随着d/D的增大而增大;不等直径情况下,间隙流偏斜对大柱的影响小于对小柱的影响.
多柱體繫統在石油開採逐漸嚮深海髮展的過程中得到廣汎的應用,由于波浪、流對多柱體的影響易導緻其破壞.因此研究多柱體繫統繞流具有重大價值.目前多不等直徑多柱體繞流的研究還有待深入.本文利用Fluent模擬雷諾數Re=3 900,G/D為0.1～2.5,d/D為0.5、1.0情況下併列雙圓柱的繞流過程,併根據模擬結果分析G/D和d/D的變化對大、小柱體渦脫落形態、升力繫數Cl、阻力繫數Cd和St值的影響.結果錶明,隨著G/D變化,渦脫落形態會呈現齣不同的形式,繞流參數值也隨之髮生變化.噹0＜G/D≤0.2時,柱後隻有一箇渦脫落,為單一渦脫落區,升、阻力繫數值存在突變,St值小于單柱St值;噹0.2＜G/D≤0.5～1.0時,柱後齣現交替的偏斜流,為偏斜流區,升、阻力繫數隨著G/D的增大而減小,St值在兩箇極值之間變化;噹0.5～1.0＜G/D≤2.5時,柱後有成對的渦鏇,為雙鏇渦脫落區,升阻力繫數值趨于穩定,St值穩定在0.2左右.偏斜流區與雙鏇渦脫落區之間的臨界間距比G/D隨著d/D的增大而增大;不等直徑情況下,間隙流偏斜對大柱的影響小于對小柱的影響.
다주체계통재석유개채축점향심해발전적과정중득도엄범적응용,유우파랑、류대다주체적영향역도치기파배.인차연구다주체계통요류구유중대개치.목전다불등직경다주체요류적연구환유대심입.본문이용Fluent모의뢰낙수Re=3 900,G/D위0.1～2.5,d/D위0.5、1.0정황하병렬쌍원주적요류과정,병근거모의결과분석G/D화d/D적변화대대、소주체와탈락형태、승력계수Cl、조력계수Cd화St치적영향.결과표명,수착G/D변화,와탈락형태회정현출불동적형식,요류삼수치야수지발생변화.당0＜G/D≤0.2시,주후지유일개와탈락,위단일와탈락구,승、조력계수치존재돌변,St치소우단주St치;당0.2＜G/D≤0.5～1.0시,주후출현교체적편사류,위편사류구,승、조력계수수착G/D적증대이감소,St치재량개겁치지간변화;당0.5～1.0＜G/D≤2.5시,주후유성대적와선,위쌍선와탈락구,승조력계수치추우은정,St치은정재0.2좌우.편사류구여쌍선와탈락구지간적림계간거비G/D수착d/D적증대이증대;불등직경정황하,간극류편사대대주적영향소우대소주적영향.
