Вивчення взаємодiї квадратних цилiндрiв, розташованих тандемом

Abstract

Обобщенный вихревой метод, который предполагает решение уравнений Навье-Стокса в переменных "скорость-завихренность", развит для моделирования течения в многосвязной области. На этой основе выполнен расчет ламинарного течения вокруг тандема двух квадратных цилиндров. Получено, что развитие следа и гидродинамические характеристики тел определяются структурой потока, который формируется в области между передним и задним цилиндрами. В зависимости от длины этой области здесь возможны три режима течения: симметричный, при котором формируется устойчивая вихревая пара; несимметричный, который характеризуется срывом вихрей от первого тела; и бифуркационный, когда возможен резкий переход от одного режима течения до другого. Исследовано влияние внешних возмущений на развитие течения в разных режимах.

Узагальнений вихровий метод, в якому рiвняння Нав'є-Стокса розв'язуються в змiнних "швидкiсть-завихренiсть", розвинуто для моделювання течiї в багатозв'язнiй областi. На цiй основi виконано розрахунок ламiнарної течiї навколо тандему двох квадратних цилiндрiв. Одержано, що розвиток слiду i гiдродинамiчнi характеристики тiл визначаються структурою потоку, який формується в областi мiж переднiм i заднiм цилiндрами. В залежностi вiд довжини цiєї областi тут є можливими три режими течiї: симетричний, з утворенням стiйкої пари вихорiв; несиметричний, який характеризується почерговим вiдривом вихорiв вiд першого тiла; i бiфуркацiйний, коли є можливим рiзкий перехiд вiд одного режиму течiї до iншого. Дослiджено вплив зовнiшнiх збурень на розвиток течiї в рiзних режимах.

A coupled Larangian-Eulerian numerical scheme, in which Navier-Stokes equations are solved with the vorticity-velocity formulation, is developed for calculation of flow in a multiply-connected domain. It is used for modeling the laminar flow past two square cylinders in tandem. Results show that evolution of the flow and hydrodynamic loads on the bodies depend on the flow pattern in the region between the cylinders. Depending on the spacing between the bodies it may be symmetrical, when a stable vortex pare is there formed; non-symmetrical, with separation of large vortices from the front cylinder; and bifurcational, when a sudden jump from one flow regime to another is possible. Special attention is paid to the effect of external disturbances on flow evolution.