Case 1.二维方腔驱动流
问题描述
如图所示,特征长度为方腔边长,特征速度为u。上边界以已知速度u移动,其它边界为静壁面。试求在Re=100、1000、10000、100000时,空腔内流体的流动状态,比较不同Re流动特征的差异。 一.Re=100
在一个正方形的二维空腔中充满等密度的空气,上边界以速度u移动,由Re=ud/ν,又ν=1.789×10-5m2/s,方腔每边长为l=0.1m,可求得速度u=0.01466m/s。其它边界为静壁面。同时带动方腔内流体流动。 速度矢量图
总压等值线图
水平中心线(y=0)上竖直速度分量(v)分布V-x
竖直中心线(x=0)上水平速度分量(u)分布U-y
不同Re方腔内流函数的分布情况
Re=1000
Re=10000
Re=100000
不同Re方腔内总压分布情况
Re=1000
Re=10000
Re=100000
方腔驱动流是数值计算中比较简单,具有验证性的一种流动情况,受到很多研究者的关注。本文通过不同雷诺数观察方腔流动,所得结论如下:
(1)当雷诺数较小时,腔中涡旋位置贴近腔体上壁面中部,随着雷诺数Re的增加,涡旋位置逐渐向下方靠近。
(2)随着雷诺数的增加,涡旋的位置逐渐靠近腔体中心。 (3)方腔壁面上的速度大于其他地方的速度。
Case2.圆管的沿程阻力
1. 问题描述
如图,常温下,水充满长度l的一段圆管。圆管进口存在平均速度u,壁面的当量粗糙高度为0.15mm。试求在不同雷诺数下,计算该圆管的沿程阻力系数λ,分析比较Re与λ 的关系。
出口截面速度分布如下