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圆柱绕流

二维圆柱低速定常绕流的流型只与Re数有关

圆柱绕流，是指二维圆柱低速定常绕流的流型只与Re数有关。在Re≤1时，流场中的惯性力与粘性力相比居次要地位，圆柱上下游的流线前后对称，阻力系数近似与Re成反比(阻力系数为10~60)，此Re数范围的绕流称为斯托克斯区；随着Re的增大，圆柱上下游的流线逐渐失去对称性。

简介
在理想不可压缩流体中，均匀来流绕无限长圆柱体的流动。由平行流动势流和位于圆心位置并与平行流方向相反的平面偶极子势流叠加(a为圆柱体半径, V..为均匀来流的流速)，可得该绕流问题的解。
分类
可分为无环量圆柱绕流和有环量圆柱绕流。
1、无环量圆柱绕流，流速及压强分布具有对称性，圆柱面不承受合力，A. B两点的流速等于零为驻点(图1)。
2、有环量圆柱绕流，由于存在环量使流场的上半平面与下半平面不对称，若r<0 (图2)
理想状态下
理想流体的无环量及有环量圆柱绕流作为一种基本解是有实用意义的，例如任意柱形物体(如机翼)不脱离绕流问题，借助于保角映射函数可将柱体剖面变换成圆，从而归结为有环最圆柱绕流问题。
特点
当Re>4时，沿圆柱表面流动的流体在到达圆柱顶点（90度）附近就离开了壁面，分离后的流体在圆柱下游形成一对固定不动的对称漩涡（附着涡），涡内流体自成封闭回路而成为“死水区”（阻力系数2～4）；随着Re的增大，死水区逐渐拉长圆柱前后流场的非对称性逐渐明显，此Re数范围称为对称尾流区。Re>40以后，附着涡瓦解，圆柱下游流场不再是定常的，圆柱后缘上下两侧有涡周期性地轮流脱落，形成规则排列的涡阵，这种涡阵称为卡门涡街；此Re数范围称为卡门涡街区（阻力系数1～2）。
Re>300以后，圆柱后的“涡街”逐渐失去规则性和周期性，但分离点（约82度）前圆柱壁面附近仍为层流边界层，分离点后为层流尾流。当Re*>200000~400000时，层流边界层随时有可能转涙为湍流，分离点后移至100度以后，湍流时绕流尾迹宽度减小，阻力系数骤减（从1减到0.2）。
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