近壁旋转圆柱流场特性数值模拟分析.pdf

本文网址：http:/www.ship- J.中国舰船研究,2024,19(2):2130.WANG Z P,LIU B W,BAO Y X,et al.Numerical simulation analysis of flow around near-wall rotating cylinderJ.Chinese Journal of Ship Research,2024,19(2):2130(in both Chinese and English).近壁旋转圆柱流场特性数值模拟分析扫码阅读全文王宗鹏1，刘炳文1，包燕旭1，陈威*2，唐国强3，李晓彬21 武汉理工大学 理学院，湖北 武汉 4300632 武汉理工大学 船海与能源动力工程学院，湖北 武汉 4300633 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024Re=200G/D=0.2G/D=0.8摘 要:目的目的为探讨近壁旋转圆柱尾流及流体力特性，对典型间隙比下旋转圆柱绕流进行研究。方法方法对雷诺数下 3 种典型间隙比（G/D=0.2，0.8，1.4）的旋转圆柱绕流展开数值模拟，对比不同间隙比和转速比下的圆柱尾流及流体力特性。结果结果结果显示：当时，圆柱表面脱涡会受到显著抑制，圆柱表面升阻力无波动；当和 1.4 且转速比较低时，会发生“尾流涡”脱落现象，其结构与 2S 模式相似，升阻力系数呈正弦周期性波动，振幅较小；当正旋转速较大时，圆柱表面无漩涡脱落，形成稳定的 D 模式尾流（随转速比增大由 D+模式变为 D模式），“尾流涡层”与“壁面涡层”发生分离，“壁面涡”呈现多周期性脱落现象，升阻力系数呈多周期波动，振幅显著增大；当反旋转速较大时，圆柱表面被一层正涡量的涡层包裹，漩涡脱落受到显著抑制，升阻力无波动。结论结论所得结论可为高效流动控制技术发展提供参考。关键词：圆柱绕流；旋转；近壁圆柱；升阻力；涡层分离中图分类号:U661.1文献标志码:ADOI：10.19693/j.issn.1673-3185.03194 Numerical simulation analysis of flow around near-wall rotating cylinderWANG Zongpeng1,LIU Bingwen1,BAO Yanxu1,CHEN Wei*2,TANG Guoqiang3,LI Xiaobin21 School of Science,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China2 School of Naval Architecture,Ocean and Energy Power Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China3 State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,ChinaRe=200G/D=0.2G/D=0.8G/D=1.4Abstract:ObjectivesTo investigate the near-wall rotating cylindrical wake and hydrodynamic character-istics,flow around cylinder at typical gap ratios is investigated.MethodsA numerical simulation of flowaround a near-wall rotating cylinder with different gap ratios(G/D=0.2，0.8，1.4)and rotation rates at Reyn-olds number was carried out to compare the cylindrical wake and hydrodynamic characteristics at dif-ferent gap ratios and rotation rates.ResultsThe results show that:For,the cylindrical vortexshedding is significantly suppressed and the lift and drag force on the cylindrical surface remain steady.For and,at low rotation rates,the wake vortex is shed and is similar to the 2S pattern,withsinusoidal periodic fluctuations in the lift and drag coefficients and small amplitude;at higher positive rotationrates,the cylindrical wake pattern is the stable D pattern with no vortex shedding(changing from D+to D pat-tern as the rotation rate increases),the wake vortex layer is separated from the wall vortex layer,the wallvortex is shed multi-periodically,the lift and drag coefficients are fluctuating multi-periodically and the amp-litude is increasing significantly;at higher reverse rotation rates,the cylindrical surface is wrapped by a posit-ive boundary layer,with no vortex shedding and no fluctuations in lift and drag.ConclusionsThe resultscan provide a reference for the development of high efficient flow control technology.Key words:flow around cylinder；rotating；near-wall cylinder；lift and drag force；vortex layer separation收稿日期:20221125 修回日期:20230307 网络首发时间:20230526 13:10基金项目:国家自然科学基金资助项目（52201334）；湖北省自然科学基金资助项目（2021CFB064）；大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放基金资助项目（LP2203）作者简介:王宗鹏，男，2000 年生，硕士生。研究方向：海洋工程水动力学。E-mail：陈威，男，1988 年生，博士，副教授。研究方向：海洋工程水动力学。E-mail：*通信作者:陈威 第 19 卷 第 2 期中 国 舰 船 研 究Vol.19 No.22024 年 4 月Chinese Journal of Ship ResearchApr.2024 0 引言海洋立管系统是海洋工程中的重要结构。海流在经过立管时会发生交替的漩涡脱落，导致立管表面受到周期性的涡激力。对于铺设在海底的管道系统，由于海底地势高低起伏以及海流对海底的冲刷作用，海底管道易出现悬空于海底的情况，即近壁面情况。对于近壁面钝体绕流问题，流体涡层不仅会在结构尾流处形成，壁面上也存在，因此结构的受力还受到壁面涡层的影响。对于工作中的钻柱，由于地势会受到近壁面效应的影响，将使钻柱受到的涡激力更加复杂。因此，需进一步展开研究，考虑近壁效应的旋转圆柱绕流问题。Re=1 000 (0,6)2 2Re=200 0 5 1.914.34 4.70在旋转圆柱绕流方面，Chew 等1使用混合涡旋方法对雷诺数、转速比的流场进行了数值模拟，通过对斯特劳哈尔数 St、流体力、尾流结构和脱涡模式等参数的研究，发现当转速比时脱涡现象比较明显，St 和 为线性关系；当时，卡门涡旋脱落停止。Mittal 等2对，的旋转圆柱绕流进行了数值模拟研究，得到了不同转速比时的脱涡模式，发现当时有涡旋的脱落，在转速比较高时流场处于稳定状态，其中当时流场会再次变得不稳定，这时只有一侧发生漩涡脱落。G/D (0,3.5)G/D 0.3G/D (0,2)G/D 0.1250.125 G/D 0.50.5 G/D 1在近壁圆柱绕流方面，Bearman 等3在雷诺数不变的情况下，研究了间隙比时的圆柱绕流流场特性，发现当时会对圆柱的脱涡产生抑制。Price 等4对时的情况进行了研究，通过分析结果，将间隙比分为了 4 个部分：时为极小区间，此时脱涡近乎完全被抑制，在圆柱体上、下游发生涡层的分离，没有规则的漩涡脱落；当时为小间隙比，此时的脱涡模式类似于极小区间，但涡层脱涡和涡层分离有明显的配对；当时为中等间隙比，将从圆柱体脱落漩涡；当时为大间隙比，此时上、下游的涡层均未分离。Zovatto 等5研究认为，在壁面作用下，圆柱周围流场产生不对称变化的主要原因在于，因壁面的存在，壁面附近会形成涡层，圆柱前部流速剖面不再对称；与孤立圆柱工况中泄涡的自由发展不同，壁面限制了圆柱尾涡的产生。Chen 等6通过数值模拟方法研究了不同 G/D 时的圆柱绕流情况，发现当 G/D 0.3 时脱涡几乎完全被抑制。Lei 等7对不同 G/D 下的圆柱绕流进行了数值模拟，分析发现抑制脱涡的临界间隙比 G/D 0.2。0.3 G/D 1.4G/D 1.4图 5 所示为不同间隙比时圆柱升、阻力系数（Cl，Cd）随时间变化的曲线。由 3.1 节的尾流分析可知，当时无漩涡脱落，此时升、阻力系数保持稳定；在 G/D0.2 后圆柱表面旋涡发生周期性脱落，升、阻力系数出现周期性波动，并随间隙比的增大波动幅值随之增大。其中，升力系数幅值 Cl-am和阻力系数均值 Cd-mean随间隙比的增大而增大；阻力系数幅值 Cd-am随间隙比的变化不明显，保持在0 附近；升力系数均值Cl-mean在时显著大于时；时流体力基本无变化，说明当时圆柱表面流场受壁面影响较小，与非近壁流场特性比较接近。4 近壁旋转圆柱流场特性G/D=0.23.5 3.5在近壁圆柱绕流研究的基础上，本节将针对，0.8 和 1.4 这 3 种典型的间隙比（分别对应于间隙影响较大、适中和较小这 3 种情况）开展当时的近壁旋转圆柱绕流数值模拟分析，探讨间隙比和旋转比同步作用下的流场特性和水动力特性。4.1 尾流分析G/D=0.23.5 3.53.5 1.51.5 2G/D=0.2 =02 3.5图 6 所示为不同间隙比下转速比变化时对应的尾流形态。当时，在范围内，尾流会经历如下几个阶段：当时，受旋转和壁面的影响，涡层会向下偏折而紧贴壁面，圆柱表面被一层正涡量的涡层包裹，无漩涡脱落；当时，旋转对尾流的影响较弱，尾流形态与 3.1 节中，时的相似，壁面涡层完全脱离壁面，圆柱上侧涡层与壁面涡层融合，下侧涡层的生成和发展会受到壁面的显著抑制，上、下两侧涡层均未发生漩涡脱落；当时，旋转的影响加强，壁面涡层向上偏转，在圆柱下游发生漩涡脱落，并且转速比越高，发生脱涡的位置越靠近圆柱。G/D=0.83.5 1.25G/D=0.21.25 1.251.25 1.5当时，尾流会经历如下几个阶段：时，受旋转的影响，涡层向下偏折而紧贴壁面，圆柱表面被一层正涡量的涡层包裹，其尾流形态与时相似；当时，圆柱表面发生周期性漩涡脱落，其结构与经典的 2S 模式相似，表明此时旋转对尾流的影响较小，同时由于壁面的影响，圆柱下侧脱出的正涡快速消散；当时，“壁面涡层”与“尾流涡层”分离并且逆时针偏折，其中“尾流涡层”与 D+模式24相似，即尾流由正涡量和负涡量层组24中 国 舰 船 研 究第 19 卷1.5 3.5成，形成稳定的尾流，无漩涡脱落，负涡量涡层位于上方；当时，尾流继续逆时针偏折，“尾流涡层”与 D模式24相似，正涡量涡层位于上方，壁面涡层发生壁面漩涡脱落，且随着转速比的增大，漩涡尺寸增大，脱涡位置靠近圆柱，“壁面涡”对“尾流涡”的影响较大。G/D=1.4当时，尾流会经历如下几个阶段：当3.5 2G/D=0.22 1G/D=0.8时，受旋转的影响，涡层顺时针偏折并紧贴壁面，圆柱表面被一层正涡量的涡层包裹，其尾流形态与，0.8 时相似；当时，圆柱表面发生周期性漩涡脱落，其结构与经典的 2S 模式相似，表明此时旋转对尾流的影响较小，且与时相比，圆柱下侧脱出的正涡并未快速消散，表明壁面对尾流的影响有所减 2.01.51.00.5C1t/s(a)G/D=0.2Cd00.51.00204060801001202.01.51.00.500.51.01.20.81.00.60.4C1t/s(b)G/D=0.5Cd0.200.40.60.20204060801001202.01.61.20.80.400.40.80.60.80.40.20.2C1t/s(c)G/D=0.8Cd00.40.60.60.80.40.20.2C100.40.60204060801001201.41.21.00.80.60.40.20Cd1.41.61.21.00.80.60.40.20t/s(d)G/D=1.10204060801001200.60.80.40.20C1t/s(e)G/D=1.4CdC1-meanC1-amCd-meanCd-am0.20.40.60.80204060801001202.01.81.61.41.21.00.80.60.40.201.41.61.21.00.8G/D(f)流体力系数随间隙比的变化0.60.400.200.20.40.60.81.01.81.61.41.22.0CdC1CdC1CdC1CdC1CdC1图 5不同间隙比下的流体力系数时程曲线Fig.5 Time histories curves of hydrodynamic coefficients for different gap ratios(a)G/D=0.2,=0.5(b)G/D=0.2,=2.0(c)G/D=0.2,=3.5(d)G/D=0.2,=0.5(e)G/D=0.2,=2.0(f)G/D=0.2,=3.5(g)G/D=0.8,=0.5尾流涡(2S)尾流涡尾流涡(2S)(h)G/D=0.8,=2.0(i)G/D=0.8,=3.5(j)G/D=0.8,=0.5(k)G/D=0.8,=2.0(l)G/D=0.8,=3.5(m)G/D=1.4,=0.5(n)G/D=1.4,=2.0(o)G/D=1.4,=3.5(p)G/D=1.4,=0.5(q)G/D=1.4,=2.0(r)G/D=1.4,=3.52.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量2.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量2.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量尾流涡(2S)尾流涡(2S)尾流涡(2S)尾流涡(D+)尾流涡(D)尾流涡尾流涡第 2 期王宗鹏等：近壁旋转圆柱流场特性数值模拟分析251 22 2.52.5 3.5弱；当时，壁面涡层受旋转的影响偏离壁面；当时，涡层继续逆时针偏折并形成稳定的尾流，无漩涡脱落，且“壁面涡层”与“尾流涡层”明显处于分离状态，其中“尾流涡层”与D+模式24相似；当时，尾流继续逆时针偏折，“尾流涡层”与 D模式24相似，正涡量层位于上方，“壁面涡层”漩涡脱落，且“尾流涡层”与“壁面涡层”保持分离，二者间的间距较G/D=0.8时的更大，“壁面涡”对“尾流涡”的影响较大。4.2 流体力分析G/D=0.2 =0.5G/D=0.8=3.5G/D=1.4=3.5图 7 所示为不同间隙比下转速比变化时对应的升力系数和阻力系数随时间变化的曲线。由图可见，当流场中无漩涡脱落（，；，以 及，等）(a)G/D=0.2,=0.5(b)G/D=0.2,=2.0(c)G/D=0.2,=3.5(d)G/D=0.2,=0.5(e)G/D=0.2,=2.0(f)G/D=0.2,=3.5(g)G/D=0.8,=0.5尾流涡(2S)尾流涡尾流涡(2S)(h)G/D=0.8,=2.0(i)G/D=0.8,=3.5(j)G/D=0.8,=0.5(k)G/D=0.8,=2.0(l)G/D=0.8,=3.5(m)G/D=1.4,=0.5(n)G/D=1.4,=2.0(o)G/D=1.4,=3.5(p)G/D=1.4,=0.5(q)G/D=1.4,=2.0(r)G/D=1.4,=3.52.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量2.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量2.01.61.20.80.400.40.81.21.82.0涡量尾流涡(2S)尾流涡(2S)尾流涡(2S)尾流涡(D+)尾流涡(D)尾流涡尾流涡图 6不同间隙比下随转速比变化的流场涡量图Fig.6 Vorticity with different rotation rates and gap ratios 6=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=0=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=05432C110120204060t/s(a)G/D=0.28010012014065432Cd1010204060t/s801001201409=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=0=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=06303C169120204060t/s(b)G/D=0.88010012014081064Cd200204060t/s8010012014012=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=08404C1812160204060t/s(c)G/D=1.480100120140864Cd200204060t/s80100120140=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=026中 国 舰 船 研 究第 19 卷G/D=0.8 =0.5 G/D=1.4 =3.5G/D=0.8=3.5 G/D=1.4 =3.5时，升、阻力系数保持稳定，无周期性波动；而当漩涡脱落由圆柱尾流涡主导，并呈规律的周期性脱落（，；，等）时，升、阻力系数进行正弦的周期性波动；当漩涡脱落由壁面涡主导，并呈不规律的脱落（，；，等）时，升、阻力系数进行多频、高幅波动。G/D=0.2G/D=0.2G/D=0.8图 8 所示为，0.8 和 1.4 时几个典型尾流形态的频谱分析结果。从中可以看出，当时，频谱图上均无峰值，表明升力系数无波动（图 6（a）；当和 1.4 时，当尾流形=0.5态为周期性脱落漩涡时，频谱图上仅有一个波峰，且在时不同间隙比的脱涡频率比较接近，均在 0.41 Hz 附近，升力系数进行正弦的周期性波动（图 6（e）和图 6（h）；当尾流形态为不规则脱落漩涡时，频谱图上有多个波峰，升力系数波动出现多频谐振现象（图 6（f）和图 6（i）。G/D=0.2不同间隙比下圆柱表面升、阻力系数均值随转速比变化的曲线如图 9 所示。在非近壁旋转圆柱绕流中，Cl-mean随转速比的增大而呈线性增大。在近壁条件下，当时，随着 从3.5 增长到3.5，Cl-mean向负方向的增长幅度逐渐减小，甚至在 6=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=0=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=05432C110120204060t/s(a)G/D=0.28010012014065432Cd1010204060t/s801001201409=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=0=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=06303C169120204060t/s(b)G/D=0.88010012014081064Cd200204060t/s8010012014012=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=08404C1812160204060t/s(c)G/D=1.480100120140864Cd200204060t/s80100120140=0.5=3.5=2.0=3.5=0.5=2.0=0图 7不同间隙比时的升、阻力系数时程曲线Fig.7 Time histories curves of lift coefficient and drag coefficient at different gap ratios 1.41.21.00.8C10.60.40.2000.20.4f/Hz(a)G/D=0.2,=3.50.60.81.00.300.350.250.200.15C10.100.05000.20.4f/Hz(b)G/D=0.2,=0.50.60.81.00.140.160.120.100.08C10.060.040.0200.0200.20.4f/Hz(c)G/D=0.2,=3.50.60.81.01.41.21.00.8C10.60.40.2000.20.4f/Hz(d)G/D=0.8,=3.50.60.81.01.21.00.8C10.60.40.2000.20.4f/Hz(e)G/D=0.8,=0.50.60.81.0C1000.20.4f/Hz(f)G/D=0.8,=3.50.60.81.01.41.21.00.8C10.60.40.2000.20.4f/Hz(g)G/D=1.4,=3.50.60.81.01.21.00.8C10.60.40.2000.20.412 4 Hz0.42 Hz0.05 Hz0.11 Hz0.15 Hz0.17 Hz0.11 Hz0.06 Hz0.03 Hz0.4f/Hz(h)G/D=1.4,=0.50.60.81.01.41.21.00.8C10.60.40.2000.20.4f/Hz(i)G/D=1.4,=3.50.60.81.03.53.02.52.01.51.00.5图 8不同间隙比时的频谱图Fig.8 Spectrum at different gap ratios第 2 期王宗鹏等：近壁旋转圆柱流场特性数值模拟分析27 1.5G/D=0.8G/D=1.43.5 1.5 1.5G/D=0.8G/D=0.2时出现了负增长；当时，随着 的增长，Cl-mean近似呈线性增长；当时，随着的 增 长，Cl-mean的 增 长 幅 度 逐 渐 增 大。在时，不同间隙比下 Cd-mean随转速比增大的变化趋势相似；在时，当和1.4 时 Cd-mean显著增大，而当时则无明显变化趋势。G/D=0.2G/D=0.8G/D=1.4G/D=0.2G/D=0.8G/D=1.41050C1-meanCd-mean(a)升力均值 C1-mean510154322101324431013247.59.06.04.53.0(b)阻力均值 Cd-mean1.50图 9不同间隙比下升、阻力均值随转速比的变化Fig.9 Variation of mean lift coefficients and mean drag coeffi-cients at different rotation rates and gap ratios G/D=0.23.5 3.5G/D=0.8=2=2=2 2不同间隙比和转速比下圆柱表面的升、阻力幅值如图 10 所示。当时，壁面对圆柱周围流场的影响明显，在的范围内，圆柱表面均未发生漩涡脱落（图 5（a），因此 Cl-am和 Cd-am均保持在 0 附近。当和 1.4 时，壁面对脱涡的抑制作用减小，在低转速比下，“尾流涡”发生脱落（图 5（b）和图 5（c），其结构与2S 模式相似。在附近，漩涡脱落被完全抑制，在时壁面涡层受旋转的影响脱离壁面，而在时壁面涡层仍紧贴壁面。Cl-am和 Cd-am明显大于 0，并且在圆柱正旋和反旋情况下其变化趋势相似。在更高的转速比下，圆柱正旋和反旋对流体力的影响截然不同，在时圆柱升、阻力系数幅值发生激增，此时由于圆柱旋转的影响，“壁面涡层”脱落出尺寸较大的“壁面涡”（图5（b）和图 5（c），并且“壁面涡层”与“尾流涡层”保持G/D=0.8G/D=1.4G/D=0.8G/D=1.4 1.5G/D=1.4 2.5G/D=0.8 1.25G/D=1.4 2G/D=0.22）当和 1.4 时，升力均值 Cl-mean的绝对值会随转速比的增大而增大，其中当时 Cl-mean接近于线性变化，当时 Cl-mean的变化幅度逐渐增大，而当时变化幅度减小。不同间隙比下阻力均值 Cd-mean的变化趋势比较相似，其中当和 1.4 且时，出现了激增，而当时几乎无增长。G/D=0.83）当和 1.4 且转速比较低时，流场中仅有“尾流涡”脱落，升、阻力系数进行正弦的周期性波动，幅值较小。当正旋转速比增大时，会发生“壁面涡”脱落，圆柱表面的升、阻力会发生多频、高幅的波动。当反旋转速比增大时，无漩涡脱落，升、阻力无波动。本研究所得结果可为近壁面海洋钻柱的绕流机理和特性分析提供基础，有助于流动控制技术研究以及海中细长体结构的设计研发。参考文献：CHEW Y T,CHENG M,LUO S C.A numerical studyof flow past a rotating circular cylinder using a hybridvortex schemeJ.Journal of Fluid Mechanics,1995,299:3571.1 MITTAL S,KUMAR B.Flow past a rotating cylinderJ.Journal of Fluid Mechanics,2003,476:303334.2 BEARMAN P W,ZDRAVKOVICH M M.Flow arounda circular cylinder near a plane boundaryJ.Journal ofFluid Mechanics,1978,89(1):3347.3 PRICE S J,SUMNER D,SMITH J G,et al.Flow visu-alization around a circular cylinder near to a planewallJ.Journal of Fluids and Structures,2002,16(2):175191.4 ZOVATTO L,PEDRIZZETTI G.Flow about a circularcylinder between parallel wallsJ.Journal of Fluid Mecha-nics,2001,440:125.5 CHEN B,SU T C.Investigation of flow past circularcylinder near planar boundaryJ.International Journal ofOffshore and Polar Engineering,2012,22(4):276281.6 LEI C,CHENG L,ARMFIELD S W,et al.Vortexshedding suppression for flow over a circular cylindernear a plane boundaryJ.Ocean Engineering,2000,27(10):11091127.7 YOON H S,LEE J B,SEO J H,et al.Characteristicsfor flow and heat transfer around a circular cylinder8near a moving wall in wide range of low ReynoldsnumberJ.International Journal of Heat and MassTransfer,2010,53(23/24):51115120.YUAN Z Y,ZHU X L,BAI Y,et al.Characteristics ofthe wake of the flow around a circular cylinder in acentrifugal fieldJ.Journal of the Taiwan Institute ofChemical Engineers,2022,134:104348.9 MA W Y,LIU J H,JIA Y Y,et al.The aerodynamicforces and wake flow of a rotating circular cylinder un-der various flow regimesJ.Journal of Wind Enginee-ring and Industrial Aerodynamics,2022,224:104977.10 徐一航,陈少松.旋转圆柱绕流流场特性分析 J.力学学报,2021,53(7):19001911.XU Y H,CHEN S S.Analysis of flow characteristicsaround a rotating cylinderJ.Chinese Journal of Theore-tical and Applied Mechanics,2021,53(7):19001911.(in Chinese)11 KORIB K,ROUDANE M,KHELILI Y.Numericalstudy on characteristics of flow and thermal fieldsaround rotating cylinderJ.Metallurgical and MaterialsEngineering,2020,26(1):7186.12 ZOU Q F,DING L,WANG H B,et al.Two-degree-of-freedom flow-induced vibration of a rotating circularcylinderJ.Ocean Engineering,2019,191:106505.13 孙姣,张宾,唐湛棋,等.旋转圆柱绕流的 PIV 实验研究 J.实验流体力学,2016,30(1):8190.SUN J,ZHANG B,TANG Z Q,et al.Experimentalstudy on the flow past a rotating cylinder with PIVJ.Journal of Experiments in Fluid Mechanics,2016,30(1):8190(in Chinese).14 何颖,杨新民,陈志华,等.旋转圆柱绕流的流场特性J.船舶力学,2015,19(5):501508.HE Y,YANG X M,CHEN Z H,et al.Flow field char-acteristics of flow past a rotating cylinderJ.Journal ofShip Mechanics,2015,19(5):501508(in Chinese).15 周磊,许慧,喜冠南.间隙比对近壁单圆柱绕流影响的PIV 实验研究 J.机械设计与制造,2020(11):2125.ZHOU L,XU H,XI G N.Effect of gap ratio on flowpassed a cylinder near wall via PIV experimentJ.Ma-chinery Design&Manufacture,2020(11):2125(inChinese).16 孙壮,张大朋,刘璐,等.海底管道悬跨段的近壁圆柱绕流分析 J.船舶工程,2018,40(6):106111.SUN Z,ZHANG D P,LIU L,et al.Analysis of flowaround a near wall cylinder of submarine pipeline sus-pended spanJ.Ship Engineering,2018,40(6):106111(in Chinese).17 李姜华,王伯福,邱翔,等.近壁圆柱绕流尾流的特性J.自然杂志,2021,43(6):420429.LI J H,WANG B F,QIU X,et al.Characteristics offlow over a circular cylinder closed to a wallJ.ChineseJournal of Nature,2021,43(6):420429(in Chinese).18第 2 期王宗鹏等：近壁旋转圆柱流场特性数值模拟分析29 WARDHANA W,WARDHANA E M,SOETARDJOM.Discrete vortex prediction of flows around a cylin-der near a wall using overlapping grid systemJ.Fluids,2021,6(6):211.19 GAO Y,ZONG Z,ZOU L,et al.Numerical simulationof vortex-induced vibration of a circular cylinder withdifferent surface roughnessesJ.Marine Structures,2018,57:16579.20 BRAZA M,CHASSAING P,MINH H H.Numericalstudy and physical analysis of the pressure and velocityfields in the near wake of a circular cylinderJ.Journalof Fluid Mechanics,1986,165:79130.21 梁亮文,万德成.横向受迫振荡圆柱低雷诺数绕流问题22数值模拟 J.海洋工程,2009,27(4):4553,60.LIANG L W,WAN D C.Numerical investigation of aforced oscillating cylinder in a cross flows with lowReynolds numberJ.The Ocean Engineering,2009,27(4):4553,60(in Chinese).MENDES P A,BRANCO F A.Analysis of fluidstruc-ture interaction by an arbitrary LagrangianEulerian finiteelement formulationJ.International Journal for Numeri-cal Methods in Fluids,1999,30(7):897919.23 BOURGUET R,LO JACONO D.Flow-induced vibra-tions of a rotating cylinderJ.Journal of Fluid Mecha-nics,2014,740:342380.24 相关论文1 陈松涛,赵伟文,万德成,等.带自由液面有限长圆柱绕流数值模拟 J.中国舰船研究,2022,17(1):9198.http:/www.ship- 王晓聪,桂洪斌