高雷诺数情况下预测任意钝体流阻系数的广义模型
摘要：高雷诺数下，我们提出了适用于任意钝体的精确阻力系数模型。该模型基于钝体球形情况下推导得出的阻力系数模型：$C_D = a_1 + \frac{Ka_2}{Re} + a_3 \log(Re) + a_4 \log^2(Re) + a_5 \log^4(Re)$（El Hasadi和Padding，化学工程科学，第265卷，2023年）。系数$a_2$、$a_3$、$a_4$和$a_5$不依赖于物体的形状或其相对于流动的方向，$K$是斯托克斯阻力修正因子，在球形情况下等于1.0。形状和方向效应包含在高雷诺数流动区域的$a_1$值中。有趣的是，我们发现$a_1$系数的值与边界层理论导出的摩擦阻力之间存在强相关性。本研究的主要发现之一是，在惯性流动区域，阻力系数相对于雷诺数的变化率与物体的形状或其方向无关。我们的模型成功地预测了Wieselsberger（技术报告，1922年）无限长圆柱体的历史数据，且精度可接受。此外，该模型还预测了其他钝体几何形状的阻力系数，如扁球体、长球体、球柱体、立方体、常规平板和非球形颗粒。
作者：Yousef El Hasadi and Johan Padding
论文ID：2308.05272
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-11