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圆柱绕流

王朝百科·作者佚名  2010-02-14  
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圆柱绕流

二维圆柱低速定常绕流的流型只与Re数有关。在Re≤1时,流场中的惯性力与粘性力相比居次要地位,圆柱上下游的流线前后对称,阻力系数近似与Re成反比(阻力系数为10~60),此Re数范围的绕流称为斯托克斯区;随着Re的增大,圆柱上下游的流线逐渐失去对称性。当Re>4时,沿圆柱表面流动的流体在到达圆柱顶点(90度)附近就离开了壁面,分离后的流体在圆柱下游形成一对固定不动的对称漩涡(附着涡),涡内流体自成封闭回路而成为“死水区”(阻力系数2~4);随着Re的增大,死水区逐渐拉长圆柱前后流场的非对称性逐渐明显,此Re数范围称为对称尾流区。Re>40以后,附着涡瓦解,圆柱下游流场不再是定常的,圆柱后缘上下两侧有涡周期性地轮流脱落,形成规则排列的涡阵,这种涡阵称为卡门涡街;此Re数范围称为卡门涡街区(阻力系数1~2)。Re>300以后,圆柱后的“涡街”逐渐失去规则性和周期性,但分离点(约82度)前圆柱壁面附近仍为层流边界层,分离点后为层流尾流。当Re*>200000~400000时,层流边界层随时有可能转涙为湍流,分离点后移至100度以后,湍流时绕流尾迹宽度减小,阻力系数骤减(从1减到0.2)。

 
 
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