椭圆柱绕流的相关问题研究

张雪娇, 刘官厅

(内蒙古师范大学 数学科学学院,内蒙古 呼和浩特 010022)

绕流运动广泛存在于生活中,在水利、建筑和环境等实际工程中有很多应用,如风绕过飞机、火车和建筑物,水绕过船只、潜艇等。当流体绕过物体时,流体会对物体产生一定的力的作用,因此研究绕流运动具有很重要的实际意义[1-2]。文献 [3]对高层建筑周围的空气绕流运动做了数值模拟,文献 [4]分析了带阻流板海底管道管跨绕流流场,文献 [5]对有限平板绕流做了数值模拟。在目前绕流问题相关研究中,关于圆柱绕流的研究较多[6-10],文献 [11]总结了圆柱绕流的研究进展及展望,建议研究海洋工程中桩体、管线、立管的圆柱绕流问题。文献 [12]对圆柱绕流做了离散涡数值模拟,得到了多个圆柱不同情境下的流线图,文献 [13]研究圆柱绕流的大涡模拟。目前圆柱绕流的相关问题也已经具有相当成熟的结果,同时圆柱绕流也对许多其他绕流问题具有一定的指导意义和奠基作用。本文对椭圆柱绕流问题的研究就是以圆柱绕流问题为基础的,椭圆柱由于自身形状的优势,在对抗流体作用时有更大的优势,因此对椭圆柱绕流的研究具有重要的现实意义。

无粘性不可压缩流体的无旋运动是流体力学中的一种理想化模型,它是真实流体流动在一定条件下的简化,简化后许多问题可以得到很好地解决,故对它的研究意义重大。本文研究无粘性不可压缩流体的椭圆柱绕流运动,根据该流动的特点,利用复变方法求得复势函数,并且进一步求得势函数和流函数,画出流线图和等势线图。……