弯管方腔圆柱绕流报告 联系客服

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3.计算结果

调出stream function即流线图,如下图所示:

图7

可以看到方腔中间形成环流,方腔的右下角、左下角及左上角分别有一个涡。

4.对比分析

分别改变上边界速度u、方腔边长D、粘性系数μ,得到不同的流线图,对比如下: 1)保持u及D不变,改变粘性系数μ,则雷诺数Re将随之改变:

增大粘性系数μ,雷诺数减小 D=1,μ=0.01,u=0.1,Re=10e4

图8

缩小粘性系数μ,雷诺数增大 D=1,μ=0.0001,u=0.1,Re=10e6

图9

可以看到在D=1,u=0.1的条件下,μ及雷诺数的改变对流线改变不大,流线图几乎没有变化,最大流函数值保持不变。

2)保持u及μ不变,改变方腔尺寸D,雷诺数Re随之改变:

缩小方腔尺寸D,雷诺数减小

D=0.1,μ=0.001,u=0.1,Re=10e4

图10

注:由于流线图level有限,故只显示部分流线,使边角的涡显示出来,下同。

增大方腔尺寸D,雷诺数增大

D=10,μ=0.001,u=0.1,Re=10e6

图11

可以看到在μ=0.001,u=0.1的条件下,Re较小时,只能看到右下角的涡,且涡的范围较大,由于level有限,左下角涡难以显现,中心区域的环流并不很圆,而是沿着上板速度方向有变形;Re较大时,三个涡更为明显,右下角涡范围变小,左上角涡范围变大,中心区域的环流变圆,区域变大。

3)保持D及μ不变,改变上板速度u,雷诺数Re随之改变:

减小上板速度u,雷诺数减小

D=0.1,μ=0.001,u=0.01,Re=10e4

图12

增大上板速度u,雷诺数增大 D=0.1,μ=0.001,u=1,Re=10e6

图13

进一步增大上板速度

D=0.1,μ=0.001,u=10,Re=10e6

图14

在μ=0.001,D=0.1的条件下,环流及涡随雷诺数的变化趋势与μ=0.001,u=0.1时一致,当u=10m/s,即雷诺数达到10e7 m^2/s时,右下角涡消失,左下角涡及左上角涡也变小,其中左上角涡形状变得较为规整,中间环流几乎占满整个方腔,中心已成为圆形流。