简介:摘要:通过采用Flow3D软件的数值模拟,本项工作对斜交桥在不同排列方式下对河流局部水动力学特性的影响进行了探讨。重点评估了单轨与双轨斜交桥梁在多样化布局条件下,对流水造成的阻挡效应如何变化。研究结果揭示了单轨斜交桥显着增加了水流的阻力,相较之下,双轨斜交桥的相应影响并不呈直接累积效应。具体来说,由于下游桥梁的桥墩处在上游桥梁桥墩的阴影之下,其对流水的阻挡作用有所减少,同时在能量分散和速度重新分配方面起到一定作用。进一步分析还发现,桥墩与流向间的角度调整,虽然会在桥墩周边区域引起明显的水流行为改变,但这种变化并非随角度线性增长。为减轻水流扰动,建议将圆端形桥墩沿水流方向排列;若非按此布局,可通过对河床进行挖掘和拓宽等方式优化局部水流状况。本研究结果为考虑水动力学影响的桥梁设计与河流管理提供了有价值的见解。
简介:在低Reynolds数条件下,翼型绕流的上表面边界层由于抗逆压梯度能力变差容易发生流动分离,从而形成长层流分离泡.分离泡通常是非定常的,会诱发边界层的转捩、再附并形成湍流边界层.这个过程会使翼型的气动性能急剧下降,并伴随着强非线性效应.转捩后形成的湍流边界层也会产生高摩擦阻力.针对这种现象,文章以NACA0012翼型为例,通过隐式大涡模拟研究了有效的主动控制方案.为了统一分离控制技术和湍流边界层减阻技术,研究了在平板或槽道湍流中取得较好控制效果的壁面垂向反向控制方案.首先利用隐式大涡模拟研究了低Reynolds数条件下NACA0012翼型绕流的流场特征.其次分析并验证了反向控制方案在分离区控制流场的可行性,发现反向控制在分离区的作用相当于基于流场信息的壁面抽吸控制,且控制具有实时性和高效性,控制抽吸了前缘的低能流体,使得翼型前缘附面层变薄,并增强了其抗逆压梯度的能力,较大程度提高了翼型的气动性能.最后在湍流边界层验证了其减阻控制效果,发现反向控制阻断了流向涡的法向输运,抑制了涡结构的发展,并减弱了猝发过程,使得湍流的高摩阻力得到了有效降低.
简介:摘要:在当今社会中河流很多,在河流的上空往往成为了交通和人们的方便会在河流上修建渠渠交叉建筑物,和渠系交叉建筑物,这就少不了在水中修建支撑上部结构的承载体。然而在水中修建的承载体必将会对河流的流速、流态等产生影响,必然会对河流的原方向产生干扰和影响,所以研究绕流的模拟分析是有着重要而又有价值的意义。本文以一个简单而又直观的模拟分析了圆柱形桥墩的绕流的模拟情况,并分析了模拟过程。在绕流的节点处发生了水流流速、加速度的改变,水流还产生了漩涡、并伴随有能量的损失,这些都将提醒我们在做绕流时要注意墩位处的水流状态。绕流妥善合理化的处理,以免发生一些不必要的损失,和一些可避免的失误,同时也告诉我们了一些水流过后的形态以及水流对桥墩的影响。同时还能有效地分析绕流点附近的流速分布情况。
简介:利用格子Boltzmann方法,对电磁力作用下的椭圆柱绕流进行数值模拟,研究了电磁力椭圆柱绕流的影响,并且分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法,计算得到了不同强度的电磁力作用下椭圆柱绕流的流线,揭示了它的变化机理。结果表明:格子Boltzmann方法计算过程简单合理,而且电磁力能够改变椭圆柱绕流的边界层结构,抑制椭圆柱表面的流动分离,消除旋涡脱落。