FLUENT 圆柱绕流的数值模拟研究(3)
众多学者相继提出把入同壁面函数加入LES 模型中的方法。其中最典型的是 Cabot 等
根据湍流边界层方程提出的壁面函数。
1.2.2 国内研究进展
在国内也有很多学者一直致力于圆柱绕流问题的研究，无论是在实验研究方面还
是数值模拟研究方面都取得了一些成绩。在实验研究方面，涂程旭等[9]
人研究了雷诺
数为630、800 和950三种情况下的圆柱绕流流场，他们利用粒子图像测速（PIV）技
术进行了实验, 给出了圆柱下游沿流动方向4D×3D(D 为圆柱体的直径)区域内流场特
性变化以及漩涡脱落变化的规律。何鸿涛[10]
等人为了研究分流平板、肩部吸气和尾部
吹气三种流场控制技术对圆柱绕流流场的影响，对雷诺数为100,3900，8.27×10
6三种情况下的圆柱绕流分别进行研究，最终得出肩部吸气方法的控制效果最为显著。吴迪等人[11]
为了研究凹腔尺寸对支板尾部涡脱落的影响，他们设计了新式凹腔支板部件进
行风洞冷态试验。
例如，陈海龙等[12]
使用 Fluent 软件提供的 LES 湍流模型数值模拟计算了三文圆
柱绕流的流动特性。 为了观察到漩涡振动现象以及旋涡脱落过程， 周国成等[13]
采用 SST
k-w 湍流模型研究了雷诺数为3900的二文圆柱绕流流动, 他们还得到了圆柱漩涡振动
频率与刚度变化之间的关系。 樊娟娟等[14]
采用 k-ε湍流模型对雷诺数较高情况下的圆
柱绕流分别进行了二文数值模拟和三文数值模拟，研究得到了圆柱绕流的升力系数等
数值模拟结果。张群峰等[15]
对雷诺数100的二文圆柱非定常流场进行了数值模拟，他
们采用SIMPLE 方法求解二文 Navier-Stokes方程，并将数值模拟所得的升阻力系数
等结果与已有的实验数据进行了对比分析。为了研究跨声速绕流中的激波湍流的相互
作用，许常悦等[16]
采用 LES 方法对跨声速绕流圆柱进行研究了。王亚玲等[17]
采用有限
体积法模拟计算了雷诺数在亚临界区内的三文圆柱绕流，流场选择的是粘性不可压缩
流体，并计算了流体的流动变化动力特性，同时他们还研究了二文圆柱绕流问题，并
将得到的结果与三文数值结果进行比较，发现三文模型模拟得到的升阻力系数均小于
二文模型模拟得到的升阻力系数。
除了对单圆柱进行研究之外，前人还对双圆柱，多圆柱进行了研究。例如，为了
研究单圆柱以及串列双圆柱的绕流情况，黄钰期等[18]
对分块耦合法(PISO)进行了一定
的改进和创新，最终得到的结果也与实验结果相符合。陈斌等[19]
采用一种新的计算方
法——面元法模拟计算了雷诺数较小的圆柱绕流，得到了多圆柱绕流的流线图。在对
圆柱绕流进行研究之外，一些学者对非圆柱的绕流运动也进行了一些研究。例如，蒋
定国等[20]
采用大涡模拟(LES)湍流模型和物理分步法对方柱绕流的流动分离现象进行
研究，模拟计算得到的方柱四个壁面的平均压力系数与试验结果有很好的一致性，数
值模拟得到的流动现象与实验呈现的流动现象一致。
圆柱绕流的数值模拟在实际的生产生活中也有着很重要的用途。例如，刘强等[21]
采用 OpenFOAM先对圆柱绕流进行了初步的研究，再由此引申到实际生活中的船舶空
气场绕流问题，发现风向角不同时，集装箱间缝隙与船舶所受风载荷之间存在一定的
关系。在实际生活中，海水流过悬跨状态下的海底管道也是一类圆柱绕流问题，余攀