高洋洋,蘧鑫晨,杨康,张宝峰.不同来流条件下四圆柱尾流场试验研究[J].海洋工程,2018,36(6):84~91
不同来流条件下四圆柱尾流场试验研究
Experimental study on flow past four cylinders in a square configuration at different incident angles
  
DOI:10.16483/j.issn.1005-9865.2018.06.010
中文关键词:  四圆柱绕流  来流角  粒子图像测速技术  瞬时尾流形态  时均流场形态
英文关键词:four cylinders in a square configuration  incident angles  particle image velocimetry  instantaneous flow patterns  time-averaged flow field
基金项目:浙江省自然科学基金-华东院联合基金重点项目(LHZ19E090004);国家自然科学基金(51409231);教育部留学归国科研启动基金(1685[2014])
作者单位E-mail
高洋洋 浙江大学 海洋学院浙江 舟山 316000 yygao@zju.edu.cn 
蘧鑫晨 浙江大学 海洋学院浙江 舟山 316000  
杨康 浙江大学 海洋学院浙江 舟山 316000  
张宝峰 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江 杭州 311122  
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中文摘要:
      基于粒子图像测速技术(PIV)对小间距比比L/D=1.5工况下方形布置四圆柱在不同来流角角α (α=0°、15°、30°、45°)条件下的尾流流场特性进行了试验研究,分析了不同来流角度条件下四圆柱瞬时和时均尾流流场特征,获得了瞬时和时均速度矢量、涡量等值线、流线拓扑及雷诺应力分布随来流角度变化的规律。试验结果表明,来流角度对方形布置四圆柱尾流形态有显著影响。四圆柱瞬时尾流形态随来流角度增大可分为延伸体流动流态(α=0°)、尾流剪切层附着流态(α=15°、30°)及尾流剪切层共同脱落流态(α=45°)三种流态。当来流角度增大时,四圆柱下游断面平均流向速度分布由"W"形向"U"形转变,时均雷诺正应力及雷诺剪切应力等值线分布特征也会发生明显改变。
英文摘要:
      A series of experiments are carried out to investigate the flow characteristics behind four cylinders in a square configuration in a water channel. The instantaneous and time-averaged flow fields such as velocity distributions, vorticity contours, streamline topologies and Reynolds stress contours at different incident angles and small spacing ratio L/D=1.5 are captured using the particle image velocimetry technique (PIV). The study reveals that the incident angle has a significant effect on the wake regime of the four cylinders. With increasing of the incident angle, three different wake flow patterns are identified, such as extended body regime(α=0°), reattachment regime (α=15°、30°) and co-shedding regime(α=45°). The distribution of the mean streamwise velocity with x/D is found to be changed from the shape of "W" to "U" with variation of incident angles.
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