计算域对圆柱绕流数值模拟结果的影响

【摘要】 文中通过三步有限元方法求解不可压缩粘性流体的N-S方程组,针对计算域大小对圆柱绕流问题计算结果的影响展开研究。本文以雷诺数200为例,首先研究了不同R(右边界距圆柱中心的最小距离)、L(左边界距圆柱中心的最小距离)以及H(上界、下边界距圆柱中心的最小距离)对计算得到的圆柱拖曳力系数、升力系数以及斯托劳哈尔数的影响。文中考虑了不同几何边界下(5≤R/D≤30、5≤L/D≤30和5≤H/D≤30,D为圆柱的直径)的216种工况,数值结果表明:计算域的大小对圆柱绕流问题的数值结果有较大的影响,为了尽可能的减小截断边界对圆柱绕流计算结果的影响,应该取R≥25D、L≥25D和H≥25D。另外本文通过数值计算,对下底边界施加不可滑移边界条件的情况开展了研究,结果表明:当圆柱中心到固壁的距离一定时,H1≥25D后,上边界大小对圆柱绕流的计算结果影响较小。更多还原