并列双方柱绕流的Lattice Boltzmann模拟分析

采用Lattice Boltzmann方法对并列双方柱绕流问题进行数值模拟.对方柱间距比s/D=0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.5共11种情况下的流场分别进行计算,给出了对应的流线图、方柱的升力图及阻力图,同时计算了方柱各边中点的压力,给出了压力与间距比的变化曲线,并对各个流线图、升力图、阻力图及压力图进行了分析讨论.结果表明:当s/D≤1.5时,流动呈偏流型,形成周期漩涡;当s/D＞1.5时,流动呈对称型,形成对称漩涡;s/D=1.5为流动从偏流型向对称型转换的临界间距比.该结果对工程中建筑物位置的安排及其安全系数的提高有一定的参考价值.     

侧柱与串列双柱绕流之间的干扰

本文给出了关于串列双柱与创柱间流动干扰的实验研究结果。当三个圆柱排成等边三角形并靠得很近时，由于三圆柱间强烈的缝隙流动，大大地改变了绕流其中的串列双圆柱的流态。特别，当三圆柱中心距等于二倍圆柱直径时，在串列双柱的前、后柱之间形成了强烈的偏斜的缝隙流，出现了独特的压力分布以及要比单柱高出三倍以上的旋涡脱落频率。     

高湍流度风场中两个高层建筑间的风干扰效应

来流湍流度对群体高层建筑结构间的干扰效应有很大的影响。但由于流场模拟的复杂性,以往多数干扰效应研究所用的流场均不同程度地存在湍流度低于荷载规范建议值的问题,而且多数文献主要致力于研究在郊区地貌下的建筑群体间的干扰效应,甚少详细研究高湍流度的城市中心地貌的干扰效应。本文首先用被动模拟方法较好地模拟出乎均风剖面指数为0．3的城市中心地貌而湍流度不同的4种流场,所模拟出的流场的湍流度在模型高度处分别为10％,15％,20％和26％．在此基础上用高频动态力天平技术对两个高层建筑间的静态和动态干扰效应进行了风洞试验研究。文末对城市中心地貌下两个高层建筑间的动静态干扰以及风振系数的取值提出了一些建议。     

管间距对串联双圆柱表面压力分布特性的影响研究

对气液两相流中串联双圆柱表面压力分布特性进行了系统的实验研究 ,着重讨论了管间距的影响。实验双圆柱的间距比分别为 2 .0 ,3.0 ,4.0 ;截面含气率的范围为0～ 0 .3;来流雷诺数的范围为 3× 1 0 4 ～ 8× 1 0 4 。     

Third-Order Upwind Finite Element Simulation of Flow Around Two Square Cylinders

The aerodynamic behavior of the flow around two square cylinders is presented on the basis of the numerical simulation of the incompressible Navier-Stokes equations using a third-order upwind finite element scheme. It is well known that flow patterns around the two square cylinders are more complicated than flow patterns around one square cylinder because of interference between the Karman vortices behind the two square cylinders. In this paper, two kinds of cylinder arrangements are chosen as computational models. One type is that of two square cylinders arranged vertically to the direction of a uniform flow, and the other is arranged horizontally to the direction of a uniform flow.     

分块法研究圆柱绕流升阻力

使用新的分块耦合方法，分别对单圆柱和串列双圆柱绕流进行了数值模拟．对于单圆柱绕流，低Re下计算所得到的定常涡尺寸与实验非常接近．对于串列双圆柱绕流，研究分析了改变双圆柱中心间距对上下游圆柱的升阻力系数和脉动频率所产生的影响，计算结果与实验非常吻合，为进一步研究涡致振动提供了依据．     

壁面对串列双圆柱尾迹影响的实验研究

为研究壁面对近壁等直径串列双圆柱尾迹特性的影响,用PIV和压力传感器测量尾迹湍流的涡结构及频谱.实验在循环水槽内进行,基于圆柱直径D的雷诺数为1696,壁面边界层厚度为6.6D.影响尾迹流场结构的两个重要的特征参数是T/D和G/D(T为两圆柱中心间的距离,G为圆柱下表面与壁面间的距离),文中主要考察G/D的影响.实验中...     

双旋转附属圆柱对主圆柱尾流控制的影响

基于Fluent软件平台,采用数值模拟方法对非稳态圆柱体结构尾流流动特性进行了研究。对在Re=50～200范围内,双旋转附属圆柱的转速对主圆柱体尾流流动特性的影响进行了分析。研究结果表明:随着附属圆柱旋转速率的增加,主圆柱体表面所受阻力系数平均值与均方根值、升力系数均方根值均会减小。同时,旋转速率的变化对柱体结构表面压力分布的影响显著,压力系数在附属圆柱的位置产生了跳跃性变化。另外,当附属圆柱转速达到临界值时,尾流涡街变窄,涡脱落现象消失,并且系统的能量效率到达最佳状态。     

Wind tunnel simulation of wind effect on a group of high Cooling towers

Aerodynamic interference between high cooling towers in the atmospheric boundary layer (ABL) and uniform flow has been discussed. For the 1/1000 ABL model set up in the 2.25m low speed wind tunnel at Peking University, the similarity condition of the cooling tower in the ABL, the simulation results of a single tower and some typical tower groups have been provided. Experiments showed that the Circumferential pressure distributions were consistent between the smooth model tower and the prototype tower, and between the rough model tower and the prototype tower with ribs; the two dimensional characteristics in the circumferential pressure distribution were also noticeable around the middle 1/3 part of the tower after nondimensionalization by local dynamic pressure. Results demonstrate that, in the flow with strong turbulence the lift coefficient of the downstream cylinder approaches 0.4. In the flow with weak turbulence, the pressure distribution reflects a strong nonsymmetry, and the lift coefficient or stagnation pressure of the downstream cylinder switches alternately between 1 and 0, where a concentrated vortex rolls up and then sheds toward the front of the downstream cylinder and exerts a decisive influence on the aerodynamic properties of the downstream cylinder.     

高层建筑标准模型风洞测压和测力试验研究

CAARC高层建筑标准模型是国际上通用的风工程标准模型之一,用来检验各个模拟自然风的风洞试验结果,以确保风洞试验测量数据的可信度。本研究使用缩尺比为1：300的CAARC模型,在同济大学TJ-2建筑风洞中进行了B类和D类地面粗糙度风场下的刚性测压试验和高频动态天平试验。在刚性测压试验中测量了建筑模型表面在不同风速和风向角下的平均风压系数,并与国外风洞机构的试验数据进行了对比分析。在高频动态天平试验中,不同风向角下的结构气动力系数和顶点位移被给出,并同样与国外风洞机构进行了对比。风洞试验结果表明：TJ-2风洞能较好地模拟大气边界层风场,且风场品质较好;试验技术可靠,所测得的试验数据具有较高的精度。     

一种新型转捩技术在跨音速风洞中的应用

针对传统金刚砂粗糙带在跨音速增压风洞实验中易脱落、随机误差大等问题,设计一种新型斑点型粗糙带,解决了大动压条件下,在模型表面实现固定转捩的问题。应用萘升华流动显示技术,分析了固定转捩和自由转捩条件下边界层变化情况;由测力实验得到GBM-01(AGARD-B)标准模型不同Ma数下的气动特性, 并与国外大风洞实验数据进行了比较。实验结果表明：新型斑点型粗糙带能够将层流边界层转变为湍流边界层,可以获得具有高雷诺数特点的数据,且强度高,是一种具有广阔应用前景的新型转捩技术。