圆柱展向特征长度对尾迹转捩特征的影响

摘要

本文以三维不可压缩粘性流体的N-S方程为数学模型,使用混合谱-谱元法对均匀圆柱绕流作直接数值模拟,研究了Re=200,即雷诺数刚过三维转捩临界,时尾迹转捩过程中的流场特征.N-S方程的时间离散采用基于混合刚性稳定格式的高阶分裂算法.数值计算结果表明,Re=200时近尾迹流场是一种具有三维转捩特征的准周期层流体态.由于尾迹二次不稳定性的非线性发展,尾迹中出现不同波长的展向模态.圆柱的展向特征长度决定了三维转捩特征和流动的总体特性.在一定的展向特征长度下,原本为线性稳定的展向模态会取代线性不稳定的模式A而在尾迹中占优.