小尺度新月形沙丘背風側流場特性的大渦模擬分析

周曉斯　王元　李志強

摘要：為了準確獲得新月形沙丘背風側湍流流場流動特性，采用基于Smagorinsky的亞格子尺度渦黏模型的大渦模擬（LES）方法，對簡化了的實驗縮比小尺度沙丘模型繞流氣相流場進行了數值研究，模擬了相同來流風速、不同沙丘迎風坡度和高度下背風側風場的湍流流動模式，獲得了背風側區域地表面摩擦系數分布，比較了回流區長度和湍流強度分布。模擬結果表明：LES方法能較好地揭示背風側湍流流場特性；流場重附距離隨沙丘迎風坡度和高度的增加而增大；背風側回流區內湍流強度總體上比回流區外大，回流區內沙丘坡腳位置及重附點位置處湍流強度最大值出現在貼近地表附近，隨沙丘高度的增加而增大；回流區中部湍流強度最大值出現在回流區頂部，隨沙丘高度的增加先增大后基本不變。

關鍵詞：實驗縮比；背風側流場；大渦模擬；湍流強度