防风网透流风空气动力学特性大涡数值模拟研究

来源：计算力学学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：许栋,申振东,高喜峰,薛法兴,夏绪林,及春宁

单位：天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,上海交通大学 高新船舶开发装备协同创新中心, 上海 200240,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,格瑞(天津)科技发展有限公司, 天津 301802,格瑞(天津)科技发展有限公司, 天津 301802,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072

摘要：基于有限体积法建立不可压缩粘性流体运动的大涡模拟模型,采用Smagorinsky-Lilly亚格子模型,并引入浸入边界法(IBM)实现无滑移固壁边界条件,对雷诺数30~30000之间防风网透流风进行模拟研究.基于模拟结果,提出蝶型防风网透流风存在4个典型分区结构,流场中存在由蝶型形态引起的大尺度分层剪切流动,加强流体动能耗散.透流风在雷诺数300时发生层流至湍流的转捩,而在雷诺数增长至3000以上时,湍流充分发展,纵向流速脉动强度可达70%.防风网整体空气阻力远大于单个孔口射流阻力的线性叠加, 射流间的相互作用以及大尺度的分层剪切结构大大增加流体阻力损失,这为通过优化孔口布置和网板形态来节省材料提供了科学依据.

关键词：大涡模拟,浸入边界法,防风网,空气动力学,

基金资助：国家自然科学基金创新研究群体项目(51321065); 国家自然科学基金(51379144;50979066);天津市应用基础与前沿技术研究计划(12JCQNJC05600,12JCQNJC02600)资助项目.