Низкочастотные пульсации в задаче обтекания цилиндра потоком жидкости в узком зазоре при Re = 3 750

В инженерных приложениях и в природе часто реализуются течения жидкости или газа между двумя ограничивающими поверхностями. В данной работе при помощи численного моделирования уравнений Навье – Стокса методом крупных вихрей (Large-Eddy Simulations) исследована задача обтекания цилиндра в узком зазоре при числе Рейнольдса Re_D = 3 750, построенном по диаметру цилиндра, и среднерасходной скорости набегающего потока. Показано влияние ограничивающих стенок при сравнении линий тока осредненного течения со случаем обтекания бесконечного цилиндра однородным потоком при сравнимом числе Рейнольдса. Сравнение осредненных по времени полей скорости перед и за цилиндром показало хорошее согласие с экспериментальными данными при учете высокой чувствительности характерных вихревых структур к числу Рейнольдса и уровню турбулентности набегающего потока. При помощи спектрального анализа выявлены энергонесущие моды в рециркуляционной зоне. Эти низкочастотные колебания характеризуются сменяющимися состояниями с парой доминирующих вихрей, что предположительно должно сильно влиять на теплоперенос около цилиндра.