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摘要
针对传统计算流体力学方法需要划分网格且计算耗时长等问题，一种确定性涡方法—黏性涡域法逐渐发展并日臻成熟。本文利用该方法模拟计算钝体断面的流场、气动力系数以及斯托罗哈数并与其他成熟CFD软件分析结果对比验证模拟计算的精度，为应用于结构风工程领域进行了有益的尝试和探索。黏性涡域法的模拟过程分为生成涡量、涡量演变以及气动力计算，首先推导了该方法各过程的基本方程，基于Lua语言编制了圆柱和方柱绕流计算程序，并利用Gnuplot实现流场可视化。分别以静止、振动圆柱和静止方柱为例，计算了不同雷诺数下静止圆柱和不同无量纲频率无量纲振幅振动圆柱以及不同风向角下静止方柱气动力时程，将计算结果与现有文献分析结果进行对比，验证该方法的计算精度。结果表明：在雷诺数为2×10~2～1×10~5时，基于黏性涡域法的圆柱绕流气动力计算结果与其他方法计算的结果基本一致，且基于该方法的不同风向角下方柱绕流气动力计算结果有与其他文献结果相同的趋势。由此可见黏性涡域法具备一定的发展前景。
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单位武汉市政工程设计研究院有限责任公司; 长安大学; 公路学院
