热能动力工程

作者：戎 荣，罗大海，牛志罡

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院， 上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院， 上海 200093,,上海理工大学 能源与动力工程学院， 上海 200093,

关键词：圆柱绕流;大涡模拟;表面沟槽;减阻

基金：上海理工大学学位点引导布局与建设培育项目(XWDA2021104)

为了降低钝体绕流的阻力，以圆柱为研究对象，考虑在圆柱表面布置沟槽来实现减阻。研究采用大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法对雷诺数Re为3 900的圆柱绕流进行数值模拟，通过表面沟槽影响近壁区流动来达到流动控制的效果。分析了V型和L型两种沟槽分别以横向和纵向形式布置时对圆柱阻力系数的影响，通过对比粗糙圆柱与光滑圆柱的壁面摩擦力系数〖JP2〗、流动分离点及近壁区流场结构，研究了表面沟槽对于钝体流动的减阻机理。数值模拟结果表明：表面布置特定深度与间距的沟槽后，粗糙圆柱的阻力系数与光滑圆柱相比最多可降低12.5%，边界层分离点也更延后；流体在流经沟槽表面时，会在沟槽底部形成稳定的旋转小涡，减少了壁面摩擦阻力。

来源：2023年第9期

《热能动力工程》期刊编辑部

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