带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

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带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

水庆象, 王大国, 王伟

文章导航 > 水科学进展 > 2016 > 27(4): 586-593

水庆象, 王大国, 王伟. 带横隔板圆柱绕流特性数值模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

引用本文:

水庆象, 王大国, 王伟. 带横隔板圆柱绕流特性数值模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

SHUI Qingxiang, WANG Daguo, WANG Wei. Numerical simulation of the characteristics of flow past circular cylinder with splitter plate[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

Citation:

SHUI Qingxiang, WANG Daguo, WANG Wei. Numerical simulation of the characteristics of flow past circular cylinder with splitter plate[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

西南科技大学环境与资源学院, 四川绵阳 621010

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51349011）；四川省教育厅科研项目（16CZ0013）

作者简介:
水庆象(1988-),男,安徽蚌埠人,讲师,硕士,主要从事计算水力学方面研究。E-mail:shuiqx@163.com

通讯作者:
王大国,E-mail:dan_wangguo@163.com

中图分类号: TV135;O35

Numerical simulation of the characteristics of flow past circular cylinder with splitter plate

School of Environment and Resource, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51349011).

摘要: 为揭示尾迹区添加横隔板对圆柱绕流流场特性影响，把多步格式引入到特征线算子分裂有限元法中，建立了基于多步格式的特征线算子分裂有限元法：在每个时间步内将Navier-Stokes方程分裂成对流项和扩散项，对流项时间离散采用多步格式，在每一子时间步内沿特征线展开并显式求解。方腔流数值模拟结果表明该算法既可降低对整体时间步长的要求又可提高计算精度。对比有无横隔板圆柱绕流流场和圆柱表面压力变化表明，横隔板可以有效地抑制绕流尾迹区涡旋脱落，提高圆柱背流面压力，减少圆柱上下表面的压力差。
- 多步格式 /
- 有限元 /
- 方腔流 /
- 圆柱绕流 /
- 横隔板
Abstract: A multistep characteristic-based operator-splitting finite element method is proposed to determine the effects of adding a splitter plate at the back of a cylinder on the characteristics of a flow past a circular cylinder. In each time step, the N-S equations are split into diffusive and convective parts. For the convective part, temporal discretization is performed by the characteristic Galerkin method with a multistep technique. Results of the present model are in good agreement with previously published data. Thus, the present model is competitive in solving incompressible viscous flows in terms of accuracy and efficiency. Furthermore, the flow past a circular cylinder with a splitter plate was simulated by the present model. The flow fields and pressure on the cylinder surface with and without a splitter plate were compared. Findings indicated that the plate can suppress vortex shedding, increase the pressure on the leeward of the cylinder, and reduce the pressure difference between the upper and lower surfaces.
- multistep-scheme /
- finite element method /
- driven cavity flow /
- flow past a circular cylinder /
- splitter plate

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带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

西南科技大学环境与资源学院, 四川绵阳 621010

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51349011）；四川省教育厅科研项目（16CZ0013）

作者简介:
水庆象(1988-),男,安徽蚌埠人,讲师,硕士,主要从事计算水力学方面研究。E-mail:shuiqx@163.com

通讯作者: 王大国,E-mail:dan_wangguo@163.com

收稿日期: 2015-09-28
刊出日期: 2016-07-25

中图分类号: TV135;O35

关键词:

摘要: 为揭示尾迹区添加横隔板对圆柱绕流流场特性影响，把多步格式引入到特征线算子分裂有限元法中，建立了基于多步格式的特征线算子分裂有限元法：在每个时间步内将Navier-Stokes方程分裂成对流项和扩散项，对流项时间离散采用多步格式，在每一子时间步内沿特征线展开并显式求解。方腔流数值模拟结果表明该算法既可降低对整体时间步长的要求又可提高计算精度。对比有无横隔板圆柱绕流流场和圆柱表面压力变化表明，横隔板可以有效地抑制绕流尾迹区涡旋脱落，提高圆柱背流面压力，减少圆柱上下表面的压力差。

English Abstract

水庆象, 王大国, 王伟. 带横隔板圆柱绕流特性数值模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

引用本文:

水庆象, 王大国, 王伟. 带横隔板圆柱绕流特性数值模拟[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

SHUI Qingxiang, WANG Daguo, WANG Wei. Numerical simulation of the characteristics of flow past circular cylinder with splitter plate[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

Citation:

SHUI Qingxiang, WANG Daguo, WANG Wei. Numerical simulation of the characteristics of flow past circular cylinder with splitter plate[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 586-593. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.013

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