不等直径三圆柱绕流的可视化实验.docx

摘要：为了研究不等直径三圆柱绕流的流动特性，搭建了开式循环水槽实验台，通过粒子图像测速（PIV）的方法，在雷诺数为120，大圆柱直径为10mm时，对成等腰三角形布置的三圆柱在不同间隙比L/D（0.2、0.6、1、1.5、2、3）、直径比d/D（0.3、0.4、0.5、0.6）、错置角α（30°、45°、60°）的情况下的绕流特性进行了可视化研究。实验发现：（1）间隙比较小时，小圆柱对大圆柱尾迹涡的形成具有限制作用，同时，大圆柱也抑制了小圆柱完整对涡的形成，但对小圆柱单涡的形成具有促进作用。（2）直径比主要影响小圆柱涡的强度，同时在雷诺数较小，流速较慢的情况下，小圆柱直径越小，其成涡难度越大。（3）偏置角主要影响在间隙比较小情况下，上游大圆柱成涡的难易程度，以及下游小圆柱尾迹涡的强度以及尺寸大小。偏置角越大，大圆柱越易成涡，小圆柱涡的强度和尺寸越大。

关键词：三圆柱；不等直径；可视化实验；粒子图像测速

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

   1.1 课题研究背景及价值-1

   1.2 课题研究现状-2

   1.3 课题研究内容目标及难题-3

   1.4本章小结-4

第二章  PIV实验及实验设备介绍-5

   2.1 实验台介绍-5

   2.2 PIV实验及设备介绍-5

   2.3 实验模型与参数介绍-6

   2.4 流速的计算-7

   2.5 本章小结-8

第三章  图像的后处理-9

   3.1 实验软件-9

     3.1.1 Insight 4G-9

     3.1.2 Tecplot Focus 2013R1-10

   3.2 本章小结-12

第四章  实验分析与结论-13

   4.1 时均涡量图分析-13

     4.1.1间隙比L/D对流场的影响-15

     4.1.2 直径比d/D对流场的影响-15

     4.1.3 偏置角α对流场的影响-15

   4.2 时均流线及速度场图分析-15

     4.2.1间隙比L/D对流场的影响-15

     4.2.2直径比d/D对流场的影响-18

     4.2.3 偏置角α对流场的影响-18

   4.3 本章小结-18

第五章 总结与展望-19

   5.1 实验结论-19

   5.2 展望-19

参考文献-20

致  谢-22