圆柱绕流的算例

二、Fluent计算圆柱绕流算例

用PIV方法，我们通过实验得到了圆柱后面卡门涡街流场的信息，现在，我们通过Fluent来计算相同条件下的圆柱绕流。选择一个长15cm，宽12cm的矩形区域作为计算区域，中间有一个直径为2cm的圆柱，左端定义为速度边界，来流速度为6.25cm/s（这样可以保证圆柱上下两侧的速度平均值为7.5cm/s，与PIV实验的条件一致），右端是出口边界，其它边界为固壁。在二维条件下计算这个绕流问题（Re=1393）。图2-4-3显示了上述计算区域和边界条件。

图2-4-3 二维圆柱绕流的计算区域和来流条件

在gambit当中进行网格划分，在圆柱边界附近，网格非常密，图2-4-4显示了靠近圆柱附近的部分网格：

图2-4-4圆柱附近的网格

在Fluent中进行计算，相关参数分别选择如下表：

计算之后，我们得到了圆柱绕流的尾迹，它的流线图以及涡量分布图分别图2-4-5（a, b）所示：

从上述涡量分布可以看出，在圆柱下游，也有两条辫子一样形状的涡量层，在下游稍微远端交替甩动。比较PIV方法得到的照片，我们也看到了这样的两个辫子一样的涡量层，其分布位置与计算所得的结论是一致的。比较这个时刻的流线图也可以看出来，它们的流线分布

也基本是一致的。这说明，PIV方法是可靠的。