二维类圆柱边界的有限变形运动对其尾迹空间动力学行为的影响
本研究将”当前物理构形对应之曲线坐标系显含时间的有限变形理论”应用于二维不可压缩涡-流函数解法,以数值模拟边界可作有限变形运动的二维类圆柱绕流.基本思想及方法表现为:按映照观点,通过构造适当的显含时间的曲线坐标系将物理空间中几何形态不规则且可随时间变化的流动区域微分同胚至参数空间中的几何形态规则且不随时间变化的规则区域,且基于一般曲线坐标系下的场论分析获得按一般曲线坐标系的局部基而展开的二维不可压缩涡-流函数控制方程;差分格式构造上主要基于不等距Lagrange插值公式等.针对壁面可作有限变形运动的二维类圆柱绕流,本文发展了对应二维涡-流函数解法的壁面涡量及壁面流函数边界条件的提法.空间动力学行为分析,主要包括:壁面可作有限变形运动情形下,壁面涡量、壁面切应力、壁面涡量法向通量等沿壁面分布及其同壁面几何特征之间的关系;升阻力系数的时间历程等.基于数值方法,对比研究低Reynolds数工况,胀压圆柱、胀压椭圆柱、表面驻波状圆柱等二维类圆柱尾迹的空间动力学行为.现有的数值研究,证实了所提方法的可靠性及有效性.数值研究表明,边界的有限变形运动可显著地改变流场的空间动力学行为,表现出极其丰富的动力学行为.
圆柱绕流体 边界形态 有限变形运动 空间动力学 涡-流函数
陈瑜 谢锡麟 麻伟巍
复旦大学力学与工程科学系,上海,200433 东华大学理学院,上海,201620
国内会议
第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会
无锡
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212-223
2012-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）