偏心圆柱Taylor-Couette流动的数值模拟研究

作者:李明达; 程万; 罗喜胜
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本文详细研究了雷诺数(e0.5)和偏心度(50.0)的偏心距对两柱内流的影响,详细讨论了两柱内流半径对雷诺数偏心距的影响。分离流和偏心泰勒有三种不同的流型。在流型变化方面,通过流线图分析,发现三维泰勒旋涡变为三维分离流,然后退化为二维分离流。在层流到分离流的过程中,关于内圆柱上的力,发现在与圆心连线垂直的方向上,即X方向,由于挤压效应的增加,合力的绝对值继续增加。在中心线方向,即Y方向,由于惯性的影响,合力的绝对值先增大后减小。此外,在三维泰勒涡退化为二维分离流涡的过程中,临界偏心距靠近内圆柱,在X方向的力作用下形成一个平台,变化很小。X方向的压力比随偏心率的增大而不断增大。当偏心率趋于零时,X方向的压力比随半径比变化:大半径比层流的压力比接近1(半径比为0.9时,压力比约为0.97),小半径比层流的压力比减小很多(半径比为0.5时压力比约为0.8),在三维泰勒涡的情况下,压力比较小