波型方柱繞流的尾跡動(dòng)力學(xué)及受力規(guī)律的中期報(bào)告

波型方柱繞流的尾跡動(dòng)力學(xué)及受力規(guī)律的中期報(bào)告前言本報(bào)告是針對(duì)波型方柱繞流的尾跡動(dòng)力學(xué)及受力規(guī)律研究的中期報(bào)告。本項(xiàng)目旨在通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，深入了解波型方柱繞流的流場(chǎng)特性、受力規(guī)律等。在前期的研究中，我們通過(guò)CFD模擬和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，初步探究了波型方柱繞流的流場(chǎng)特性和受力規(guī)律。本報(bào)告將重點(diǎn)介紹我們?cè)谥衅谘芯恐兴龅墓ぷ?，包括模型?xì)節(jié)優(yōu)化、數(shù)值計(jì)算優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)策略?xún)?yōu)化等方面。同時(shí)，我們也將闡述我們?cè)谘芯窟^(guò)程中所遇到的問(wèn)題及解決方案。模型細(xì)節(jié)優(yōu)化在前期的研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)了波型方柱模型并進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。然而，在模型設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中存在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題需要優(yōu)化。例如，我們發(fā)現(xiàn)在柱體邊緣處由于加工的精度問(wèn)題存在一定的幾何誤差，這可能導(dǎo)致我們?cè)诤罄m(xù)的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究中誤差的出現(xiàn)。因此，我們對(duì)模型進(jìn)行了重新建模和制造，并通過(guò)精密加工技術(shù)消除了幾何誤差。此外，我們還對(duì)模型的表面處理進(jìn)行了優(yōu)化。在模型表面涂覆了一層特殊的涂層，以減小表面摩擦阻力對(duì)研究結(jié)果的影響。通過(guò)這些優(yōu)化措施，我們期望在后續(xù)的研究中獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。數(shù)值計(jì)算優(yōu)化在前期研究中，我們使用了商用CFD軟件ANSYSFluent對(duì)波型方柱繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬。然而，由于問(wèn)題的復(fù)雜性，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，且存在一定的數(shù)值誤差。為了解決這些問(wèn)題，我們進(jìn)行了如下優(yōu)化措施：(1)網(wǎng)格優(yōu)化圖1：波型方柱繞流網(wǎng)格示意圖我們對(duì)模型的網(wǎng)格進(jìn)行了優(yōu)化，將網(wǎng)格的密度增加到足夠高的程度。圖1為波型方柱繞流的網(wǎng)格示意圖，其中顏色表示網(wǎng)格的密度，顏色越深表示密度越高。通過(guò)合理的網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格密度優(yōu)化，我們可以獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)值結(jié)果，并且縮短計(jì)算時(shí)間。(2)模型簡(jiǎn)化對(duì)于復(fù)雜的問(wèn)題，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)化模型來(lái)加快計(jì)算速度。在波型方柱繞流問(wèn)題中，我們可以通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化來(lái)縮短計(jì)算時(shí)間。例如，我們可以將柱體的邊角切圓來(lái)減小模型的幾何復(fù)雜度，同時(shí)又不會(huì)明顯影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，我們還可以簡(jiǎn)化流場(chǎng)的模擬，例如僅考慮二維流場(chǎng)、忽略湍流等。實(shí)驗(yàn)策略?xún)?yōu)化實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的重要手段之一。在前期的實(shí)驗(yàn)研究中，我們使用了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對(duì)波型方柱繞流進(jìn)行了研究。在中期研究中，我們將進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)策略，以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。具體地，我們將采取以下措施：(1)測(cè)量精度提高在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量精度直接影響了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，我們將對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，提高測(cè)量精度。例如，我們將改進(jìn)測(cè)量設(shè)備的靈敏度、精度和穩(wěn)定性，并增加測(cè)量頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等。(2)多種測(cè)量方法結(jié)合在實(shí)驗(yàn)中，我們將采用多種測(cè)量方法結(jié)合的方式。例如，我們將在流場(chǎng)中放置多個(gè)壓力傳感器，并進(jìn)行時(shí)間序列測(cè)量，以獲得流場(chǎng)壓力變化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)，我們還將采用PIV等激光測(cè)速技術(shù)對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行全面測(cè)量，以獲得流場(chǎng)的速度、渦度等相關(guān)參數(shù)。結(jié)論本報(bào)告介紹了我們?cè)诓ㄐ头街@流的尾跡動(dòng)力學(xué)及受力規(guī)律研究中的中期工作。我們對(duì)模型的細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)數(shù)值計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)實(shí)驗(yàn)策略進(jìn)