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OpenFOAM 圆柱绕流 CFD 仿真

基于 OpenFOAM 的不可压缩圆柱绕流数值仿真。采用 pimpleFoam 求解器,在雷诺数 Re=100/1000/10^4 工况下模拟尾涡脱落与升阻力系数,对比文献实验结果验证网格策略与数值格式的精度。

项目背景

圆柱绕流是流体力学经典验证案例,涵盖层流涡街、转捩与湍流尾迹等丰富物理现象。CFD 仿真精度高度依赖网格质量、离散格式与湍流模型选择。

仿真目标

建立二维圆柱计算域,在 Re=100/1000/10^4 下求解 N-S 方程,获取升阻力系数时程与 Strouhal 数,与 Williamson 实验数据对比。

结论说明

Re=100 时 Strouhal 数 St≈0.166(实验 0.165);Re=10^4 时切换 k-ω SST 后分离泡长度与文献吻合良好,网格无关性阈值约 8 万单元。