圆柱绕流的数值模拟与PIV测试研究.pdfVIP

维普资讯 第5期 张文杰等：圆柱绕流的数值模拟与PIV测试研究 圆 柱 绕 流 的 数 值 模 拟 与 PIV 测 试 研 究 张文杰 ，马国印 ，魏新利 (1．郑州大学 化工学院 ，河南郑州 450002；2．河南神-qlg龙化工有限责任公司 ，河南平顶山 467013) 摘 要：利用计算流体力学软件Fluent对均匀来流绕 固定圆柱的流动情况进行 了数值模拟，考察和研究了气流绕 过圆柱时的边界层的形成以及旋涡的形成及脱落过程，利用粒子图像测试(PIV)技术对绕流情况进行了实验研究。 通过数值模拟结果与PIV实验结果的定性和定量分析比较，证明Fluent软件的模拟结果具有相 当的准确性，能够 准确的预测流体的流动特性。 关键词：粒子图像测试 (PIV)；圆柱绕流 ；Fluent软件 中图分类号：TQ021．1 文献标识码：A 文章编号：1003—3467(2007)05—0027—03 NumericalSimulationandExperimentofParticleImage Velocimetry (PIV)ofFlow aroundaCircularCylinder ， ZHANGWen～jie，MAGuo—yin ，WEIⅪn—lj (1．InstituteofChemicalEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou 450002，China；2．Henan ShenmaNylonChemicalCo．Ltd．，Pingdingshan 467013，China) Abstract：Theuniformflow flowingaroundacircularcylinderissimulatedbytheapplicationofthehydro- mechanicssoftwraeFluent．Theformationoftheboundarylayer，theformationandbreakingoffofvortex arestudied．11heexperimentresearchontheflowingoveracircularcylinderisbasedontheparticleimage velocimetry (PIV)．ComparingwiththeresultofPIVqualitativeandquantitativeanalysis，thesimulation resultoftheFluentsoftwraeisquiteaccurate，nadcanforecasttheflowingcharacteristicoffluid． Keywords：particleimagevelocimetry (PIV)；flowraoundacircularcylinder；Fluentsoftwrae 粒子图像测试 (ParticleImageVelocimetry，简称 1 前言 PIV)技术是在流动显示的基础上发展起来的一种 在CFD(计算流体力学)出现以前，流体研究主 光学测试技术，它突破了单点测量的限制，能够直接 要有理论流体力学和实验流体力学两种手段。传统 获得流体中某一瞬时的三维速度流场，因而特别适 的实验研究 由于受其本身局限性 (如模型尺寸、实 用于研究流动的非定常发展过程。PIV流场测试与 验周期、资金投入等)的影响，许多实验研究很难实 CFD技术结合已被实践证明是一种高效、可靠的流 现；由于许多无法求解的方程使得理论流体力学的 体流动研究方法，工程界已开始利用 PIV与CFD结 发展也受到了限制。随着CFD技术的发展，不仅克