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《二維翼型非定常運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、A輯第19卷增刊 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展 Ser.A,Vol.19,Supplement2004年12月 JOURNALOFHYDRODYNAMICSDec1,2004文章編號(hào):100024874(2004)增刊20896208X二維翼型非定常運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬宋紅軍,王肇,尹協(xié)振(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)力學(xué)和機(jī)械工程系,安徽合肥230026)摘 要:本文應(yīng)用商業(yè)軟件FLUENT進(jìn)行數(shù)值模擬。首先將靜止圓柱和旋轉(zhuǎn)振蕩圓柱繞流的計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)[18]進(jìn)行了比較,接著對(duì)典型二維翼型沉浮振蕩的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行了比較,以此驗(yàn)證
2、了用Fluent軟件計(jì)算非定常運(yùn)動(dòng)的可靠性。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)二維翼型沉浮、俯仰以及沉浮/俯仰聯(lián)合運(yùn)動(dòng)這三種方式分別進(jìn)行了模擬,分析了不同參數(shù)如振幅、頻率、沉浮和俯仰之間的相位差的影響。得出一些有意義的結(jié)論和新的現(xiàn)象。關(guān) 鍵 詞:數(shù)值模擬;非定常運(yùn)動(dòng);渦動(dòng)力學(xué);生物力學(xué)+中圖分類號(hào):V211.15文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ANumericalsimulationonunsteadymotionof2DairfoilSONGHong2jun,WANGZhao,YINXie2zhen(DepartmentofModernMechanics,University
3、ofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)Abstract:InordertoverifythesoftwareFLUENTcredibleandaccurate,thecalculatedresultsoftheflowaroundastaticandarotaryoscillatingcylindersarecomparedwiththeresultsofRef.[18]andthenumericalresultsoftheflowcausedbya2Dairfoilinheaving
4、motionarecomparedwiththeexperiments.Thethreedifferentmotionof2Dairfoilsuchasheaving,pitchingandheaving/pitchingcombinedaresimu2lated,respectively,inthispaper.Theeffectsoftheamplitudeandfrequencyoftheoscillation,thephasedifferencebetweenthepitchingandheavingarealsodiscussed.
5、Keywords:numericalsimulation;unsteadyflow;vortexdynamics;biohydrodynamics[1][2]1 引言合。對(duì)于振動(dòng)翼的研究,Glauert在1929年就提出了一個(gè)基于無粘流動(dòng)的線性理論,預(yù)測產(chǎn)生推力是由于尾渦脫落的結(jié)果,并進(jìn)一步得出推力系數(shù)和在自然界魚類擺動(dòng)尾鰭,鳥類和昆蟲扇動(dòng)翅膀是它們獲得推力和升力的基本手段。仔細(xì)觀察這些推進(jìn)效率隨著頻率的減小單調(diào)增大的結(jié)論。但同時(shí)生物的運(yùn)動(dòng),其尾鰭或翅的運(yùn)動(dòng)都可以分解為最基也蘊(yùn)含了一個(gè)謬論:要得到最高的推進(jìn)效率,昆蟲和本的幾種運(yùn)動(dòng)方式:翼的沉
6、浮、俯仰及二者的組鳥類振動(dòng)的頻率應(yīng)該趨近于零。七八十年代,更多X收稿日期:2004207218基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10332040,10072063)和中科院知識(shí)創(chuàng)新工程(KJCX2SW2L04)作者簡介:宋紅軍(1979～),男,湖南邵陽人,碩士研究生。?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.宋紅軍等:二維翼型非定常運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬897[3][4,5]關(guān)于鳥類飛行和魚類游動(dòng)的理論迅速發(fā)展起α=αmsin(2πft+φ)(2)來。這些模型都得出了推
7、力和效率取決于振動(dòng)頻率[6]的結(jié)論,Smith等對(duì)此作了詳細(xì)的評(píng)論。其中,Am為沉浮振幅,αm為俯仰角振幅,f為頻率,φ[7]在實(shí)驗(yàn)方面,Triantafyllou等證明尾渦的結(jié)構(gòu)為沉浮和俯仰之間的位相差。影響機(jī)翼運(yùn)動(dòng)的無量[8]對(duì)產(chǎn)生推力有很大影響;Anderson等和Gursul綱參數(shù)有三個(gè):[9]等發(fā)現(xiàn)在某些特定的頻率下,翼得到了最高的推Reynoulds數(shù):[10～12]進(jìn)效率;最近的一些實(shí)驗(yàn)表明了前緣渦結(jié)構(gòu)以及前后緣渦的相互作用對(duì)產(chǎn)生推力有很重要的意ρUcRe=義。在數(shù)值計(jì)算方面,Gustafson[13]計(jì)算了一個(gè)二維μ的蜻蜓盤旋
8、飛行,結(jié)論定性地和實(shí)驗(yàn)一致。Liu等[14,15]運(yùn)用偽人工壓縮方法計(jì)算繞三維翼的粘性兩個(gè)Strouhal數(shù):流動(dòng),得到與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的軸向關(guān)聯(lián)的前緣渦;Wang[
