姚熊亮，王偉，楊娜娜，郭占一

(哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001)

隨著世界范圍內(nèi)海軍競(jìng)爭(zhēng)的加劇，發(fā)展具有優(yōu)良隱身性能艦船的目標(biāo)也走上各國(guó)軍事舞臺(tái)。作為艦艇“耳目”的桅桿因處于最高點(diǎn)首當(dāng)其沖，原有的桁架式桅桿已被目前的具有傾斜側(cè)壁的筒形封閉式桅桿所替代，而綜合集成桅桿因良好隱身性展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)［1-3］，所搭載的復(fù)合材料天線罩采用薄壁無(wú)加強(qiáng)筋式結(jié)構(gòu)針對(duì)其外形繞流特性研究，保證結(jié)構(gòu)在極限惡劣海況正常工作。

目前針對(duì)結(jié)構(gòu)繞流特性的研究，大多局限于具有圓形或方形截面的柱體結(jié)構(gòu)［4-6］，主要研究方法包括試驗(yàn)研究［4，7］、理論研究［8］和數(shù)值模擬［4-7］，其中數(shù)值模擬在近些年展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，逐漸發(fā)展出LBM［9－10］、RANS_LES［11］等方法，研究方向從單柱繞流問(wèn)題擴(kuò)展到群柱繞流耦合［7，10，12］問(wèn)題，但關(guān)于具有傾斜側(cè)壁柱體繞流研究較少，研究對(duì)象分為3種:具有傾斜曲面外形的旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，如K.Lam和Y.F.Lin［13-14］研究Wavy Cylinder的繞流問(wèn)題;具有圓形或方形截面的傾斜柱體結(jié)構(gòu)，其中Ali Vakil等［14-15］研究有限長(zhǎng)度傾斜圓柱在中等Re數(shù)下的升力與阻力系數(shù)問(wèn)題;具有相似截面形狀和直壁面的棱柱式結(jié)構(gòu)，如姚熊亮等［16-17］開(kāi)展試驗(yàn)研究五邊形、八邊形筒形桅桿的風(fēng)載特性，清華大學(xué)田中偉［8］主要通過(guò)理論方法結(jié)合 CFD研究 Re數(shù)和Strouhal數(shù)隨多邊形邊數(shù)的變化規(guī)律。但此類研究多集中于簡(jiǎn)單的幾何截面，關(guān)于多邊形變截面的研究相對(duì)較少，本文研究對(duì)象為雷達(dá)天線罩結(jié)構(gòu)，截面形狀為正八邊形，通過(guò)開(kāi)展風(fēng)洞試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)的繞流特性，為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供相關(guān)的載荷設(shè)計(jì)依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)原理

天線罩結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料制造，考慮到風(fēng)洞截面尺寸，采取縮比鋼質(zhì)模型開(kāi)展試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)繞流特性。根據(jù)π定理可知，試驗(yàn)流場(chǎng)與真實(shí)流場(chǎng)中表征流場(chǎng)參數(shù)的壓力等可相似轉(zhuǎn)換的前提是流場(chǎng)的相似準(zhǔn)數(shù)相等，而在試驗(yàn)Re＞106的情況下，結(jié)構(gòu)風(fēng)載特性主要與流體粘性有關(guān)，慣性力效應(yīng)即Fr數(shù)可忽略，因此保證流場(chǎng)的Re數(shù)相等即可保證流場(chǎng)的相似性。

1.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑樽兘孛嬲诉呅谓Y(jié)構(gòu)，滿足其縱剖面積小于風(fēng)洞橫截面積10%的要求，為測(cè)定結(jié)構(gòu)的風(fēng)載特性，沿垂向自下至上在8個(gè)截面上均勻布置384個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖 1所示。每個(gè)測(cè)點(diǎn)開(kāi)設(shè)孔徑1.5 mm的測(cè)壓孔，插入直徑Φ=1 mm，長(zhǎng)度為15 mm的鋼管并固定，鋼管一端通過(guò)塑料軟管連接到測(cè)壓儀，同時(shí)打磨模型表面，保證結(jié)構(gòu)表面光滑以減小表面粗糙度對(duì)流場(chǎng)的影響，以此測(cè)定結(jié)構(gòu)表面的穩(wěn)態(tài)壓力，研究各定常系數(shù)的分布規(guī)律。同時(shí)，通過(guò)六分量測(cè)力天平測(cè)定結(jié)構(gòu)在不同Re數(shù)時(shí)的氣動(dòng)力。

圖1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c測(cè)點(diǎn)布置Fig.1 Test model and arrangement of measuring points

1.3 試驗(yàn)方法與工況

為了消除洞壁邊界層的影響，設(shè)計(jì)八邊形棱柱基座連接模型和六分量測(cè)力天平，且基座與模型之間采用迷宮形式的密閉方式防止串流，以此將結(jié)構(gòu)整體固定在風(fēng)洞底部旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。

試驗(yàn)時(shí)風(fēng)洞內(nèi)部溫度為20.35℃，標(biāo)準(zhǔn)氣壓，將模型的最大截面的內(nèi)切圓直徑作為特征長(zhǎng)度，試驗(yàn)Re數(shù)范圍為2.224 2×106～8.896 9×106。考慮到結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，設(shè)計(jì)試驗(yàn)風(fēng)向角β為0°、12°和22.5°，其中風(fēng)向角和測(cè)點(diǎn)相對(duì)中心O的方向角θ定義如圖2所示。

圖2 風(fēng)向角β和測(cè)點(diǎn)方向角θ示意圖Fig.2 Sketch map of wind direction β and direction angle θ of measuring point

2 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論

2.1 平均壓力系數(shù)CP周向分布規(guī)律

在Re=5.1898×106下開(kāi)展了3個(gè)風(fēng)向角β=0°、β =12°和β=22.5°時(shí)各5次重復(fù)性試驗(yàn)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，初步得到結(jié)構(gòu)的周向平均壓力系數(shù)分布情況，隨機(jī)選擇不同風(fēng)向角下不同截面的壓力分布曲線，如圖3所示，可知后2個(gè)風(fēng)向角對(duì)應(yīng)曲線的重復(fù)性較好，而β=0°對(duì)應(yīng)的曲線的一致性相對(duì)較差，且主要出現(xiàn)在邊界層分離區(qū)的近后方區(qū)域，但影響幅值十分有限，說(shuō)明測(cè)試系統(tǒng)正常、數(shù)據(jù)可靠。

現(xiàn)以β=0°對(duì)應(yīng)的周向分布曲線為例分析，如圖3(a)，平均壓力系數(shù)在周向上整體呈對(duì)稱分布，最大平均壓力系數(shù)CP=1.0出現(xiàn)在迎流面駐點(diǎn)附近，兩側(cè)壓力略有下降，在θ=22.5°和θ=327.5°附近時(shí)第一次出現(xiàn)壓力驟降現(xiàn)象，且CP＞0，因折角的存在導(dǎo)致結(jié)構(gòu)迎流面駐點(diǎn)附近由流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化的壓能重新轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，并在導(dǎo)致θ=67.5°和θ=292.5°附近持續(xù)降低直至極小值CP=－2.5。相比文獻(xiàn)［7］邊界層分離點(diǎn)CP=－2.3，兩者略有不同，同時(shí)流體速度達(dá)到極大值，進(jìn)而產(chǎn)生邊界層發(fā)生分離現(xiàn)象，并附帶漩渦脫離，在結(jié)構(gòu)后方區(qū)域生成尾渦區(qū)，且耗散大量動(dòng)能，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)背流面壓力回升，基本穩(wěn)定在CP=－0.75左右。

2.2 Re數(shù)對(duì)平均壓力系數(shù)CP的影響

在2.224 2×106≤Re≤8.896 9×106范圍內(nèi)開(kāi)展9組不同Re數(shù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)洞試驗(yàn)，選取β=0°時(shí)截面2對(duì)應(yīng)的周向平均壓力系數(shù)隨Re數(shù)的變化曲線，如圖4所示。整體上，Re數(shù)的影響主要集中在折角位置(方向角θ在22.5°和327.5°附近)和邊界層分離區(qū)域的后方(方向角θ為67.5°～112.5°和247.5°～292.5°)，為考察Re數(shù)對(duì)該部分區(qū)域CP的影響趨勢(shì)，選擇區(qū)域中典型位置測(cè)點(diǎn)作為考查對(duì)象，同時(shí)將迎流面和背流面中點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)的Cp變化作為參考，如圖4所示。

圖4 Re數(shù)對(duì)平均壓力系數(shù)的影響曲線Fig.4 Influence of Re number on average pressure coefficient

可知方向角θ=0°和θ=180°對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)位置的CP基本不隨Re數(shù)變化，前者維持在CP=1.0，后者維持在CP=－0.75，表明試驗(yàn)Re數(shù)均明顯大于臨界Re數(shù)，慣性力起主導(dǎo)作用，趨近于理想流體流動(dòng)，Re數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)表面流動(dòng)穩(wěn)定區(qū)域的影響非常微弱，基本可忽略;相比而言，折角與邊界層分離區(qū)對(duì)試驗(yàn)Re數(shù)較為敏感，90°和114.5°對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置的CP呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，但升降幅值較小，最后趨向于常值;而θ=24.5°測(cè)點(diǎn)位置的CP變化趨勢(shì)與前兩者相近，且幅值更小并穩(wěn)定于CP=0.20;受Re數(shù)影響最大的是位于θ=69.5°位置測(cè)點(diǎn)，即邊界層分離點(diǎn)，表現(xiàn)為小幅下降后大幅上升，變動(dòng)幅值在1.0左右，最后逼近于CP=－2.20，因?yàn)楦逺e數(shù)導(dǎo)致邊界層轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鬟吔鐚樱谡劢俏恢冒l(fā)生邊界層分離，形成漩渦，并在結(jié)構(gòu)尾部形成尾渦區(qū)，導(dǎo)致流體動(dòng)能耗散，表明流體在該部分區(qū)域流動(dòng)的不穩(wěn)定性，尤其體現(xiàn)在邊界層分離區(qū)，進(jìn)一步表明高Re數(shù)對(duì)周向Cp的影響不可一概而視。

2.3 風(fēng)向角β對(duì)平均壓力系數(shù)CP的影響

選取Re=5.189 9×106時(shí)截面4的周向平均壓力系數(shù)作為考察對(duì)象，為便于對(duì)比不同風(fēng)向角下相同方向角位置的CP，現(xiàn)對(duì)曲線作如下處理:將方向角與風(fēng)向角之和(θ+β)作為新的方向角θ'，處理后的曲線如圖5所示。

圖5 風(fēng)向角β對(duì)平均壓力系數(shù)CP的影響Fig.5 Influence of wind direction β on average pressure coefficient CP

可知:

1)對(duì)沿迎流面法向空氣流動(dòng)速度分量的影響，主要表現(xiàn)在峰值兩側(cè)平均壓力系數(shù)CP的下降速率，即在0°≤θ'≤22.5°范圍內(nèi)，風(fēng)向角β越大，下降速率越快，但當(dāng)22.5°≤θ'≤34.5°時(shí)現(xiàn)象發(fā)生逆轉(zhuǎn)，主要是因?yàn)轱L(fēng)向角不同導(dǎo)致迎流面與流場(chǎng)方向之間的夾角不同，進(jìn)而導(dǎo)致繞流流場(chǎng)發(fā)生變化，如不同風(fēng)向角對(duì)應(yīng)的第1次壓力驟降方向角θ'不同，β=0°對(duì)應(yīng)θ'=22.5°，而后兩者分別對(duì)應(yīng)θ'=34.5°和θ'=45°，且三者對(duì)應(yīng)的壓力系數(shù)也逐漸降低。

2)對(duì)邊界層分離點(diǎn)和分離強(qiáng)度的影響，表現(xiàn)為平均壓力系數(shù)CP極小值及其位置的變化，β=0°和β=22.5°分別在θ'為67.5°和292.5°、θ'為100°和260°出現(xiàn)一對(duì)極小值，且呈現(xiàn)出明顯的對(duì)稱性，而β=12°對(duì)應(yīng)的極小值則出現(xiàn)在θ'=90°和θ'=300°附近，主要原因是邊界層分離點(diǎn)的移動(dòng)方向與流場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向β的一致，但沿流場(chǎng)方向中心線兩側(cè)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性以及結(jié)構(gòu)的外形導(dǎo)致邊界層分離點(diǎn)的移動(dòng)相對(duì)滯后，因此風(fēng)向角對(duì)邊界層分離點(diǎn)強(qiáng)度影響的規(guī)律性有待進(jìn)一步研究，但在本試驗(yàn)中相比其他2個(gè)風(fēng)向角，β=12°對(duì)應(yīng)的分離強(qiáng)度明顯較弱。

3)風(fēng)向角對(duì)尾渦區(qū)結(jié)構(gòu)表面的壓力分布影響較小，CP基本維持在－0.75～－0.80。

2.4 傾角α對(duì)平均壓力系數(shù)CP的影響

任意選取Re=5.189 9×106時(shí)2個(gè)截面，分析具有相同傾角截面周向壓力分布對(duì)垂向位置的敏感性，如圖6所示，截面2與截面3在不同風(fēng)向角下的平均壓力系數(shù)基本重合，因此在傾角相同的情況下可忽略垂向位置因素的影響。

圖6 相同傾角截面周向平均壓力系數(shù)對(duì)比Fig.6 Contrast of circumferential CPof sections with equal inclination

因此，選擇Re=5.189 9×106工況對(duì)應(yīng)2種風(fēng)向角β=0°和β=22.5°下具有不同傾角α的結(jié)構(gòu)平面，將相應(yīng)截面上的邊界層分離點(diǎn)(β=0°對(duì)應(yīng)292.5°、β=22.5°對(duì)應(yīng)247.5°)和駐點(diǎn)位置(β=0°對(duì)應(yīng)0°和180°、β=22.5°對(duì)應(yīng)157.5°和337.5°)平均壓力系數(shù)作為考察對(duì)象，如圖7所示?？紤]到相同傾角下位置對(duì)流場(chǎng)的影響甚微，可知:

1)迎流面駐點(diǎn)位置的平均壓力系數(shù)基本上隨傾角的增大而降低，主要原因是傾角直接影響流場(chǎng)沿迎流面的法向速度分量，進(jìn)而導(dǎo)致迎流面風(fēng)載降低，與風(fēng)向角對(duì)駐點(diǎn)壓力系數(shù)的影響基本一致;

2)傾角的改變對(duì)背流面駐點(diǎn)位置的風(fēng)載幾乎無(wú)影響，基本穩(wěn)定在－0.75≤CP≤－0.80，主要因?yàn)楸沉髅骜v點(diǎn)位于邊界層分離點(diǎn)后側(cè)，考慮到試驗(yàn)Re數(shù)均已超過(guò)臨界Re數(shù)且傾角的改變對(duì)流場(chǎng)的影響有限，也進(jìn)一步表明高Re數(shù)時(shí)結(jié)構(gòu)迎流面的傾角α的變化對(duì)尾渦區(qū)流場(chǎng)的影響微弱;

3)邊界層分離點(diǎn)后方的平均壓力系數(shù)受傾角的影響規(guī)律相似，呈現(xiàn)出先升高后降低、再緩慢上升的趨勢(shì)，但β=0°對(duì)應(yīng)的曲線始終在CP=－2.2左右浮動(dòng)，幅值很小，且兩者不同于不同風(fēng)向角β下駐點(diǎn)位置CP隨傾角變化規(guī)律的高度一致性，兩者表現(xiàn)出0.5～1.0的差距，表明β=0°對(duì)應(yīng)的邊界層分離強(qiáng)度高于β=22.5°，與上一節(jié)結(jié)論相同。

圖7 傾角α對(duì)平均壓力系數(shù)的影響Fig.7 Influence of inclination α on average pressure coefficient

2.5 Re數(shù)對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)的影響

將試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵暈橐环N特殊翼型，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定阻力D逆流場(chǎng)方向?yàn)檎?，升力L指向垂直流場(chǎng)的模型的側(cè)向，而側(cè)力C沿模型軸向指向外側(cè)。測(cè)得結(jié)構(gòu)在3個(gè)風(fēng)向角下的阻力系數(shù)CD、升力系數(shù)CL和升阻比L/D以及側(cè)力系數(shù)CC隨Re數(shù)的變化曲線如圖8和圖9所示，可知:

1)在3個(gè)風(fēng)向角下阻力系數(shù)整體上隨Re數(shù)的增大而上升，分析原因?yàn)楦逺e數(shù)情況下形狀阻力為粘性阻力的主要成分，且由2.2節(jié)可知試驗(yàn)Re數(shù)的升高主要影響邊界層分離點(diǎn)近后方區(qū)域的壓力分布，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)風(fēng)載升高，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)整體遭受的阻力系數(shù)也小幅升高;

2)Re數(shù)的變化對(duì)升力系數(shù)的影響與風(fēng)向角的相關(guān)性較顯著，β=0°下升力系數(shù)在CL=0.10水平上作幅值為0.02的波動(dòng)，β=12°對(duì)應(yīng)的升力系數(shù)整體呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)，最大幅值為3.7×10－2，相比之下β=22.5°對(duì)應(yīng)的升力系數(shù)趨勢(shì)相反，從最低0.278上升到最高0.316，升幅達(dá)13.7%，主要是考慮到試驗(yàn)Re＞106，湍流尾跡中出現(xiàn)明顯的周期性漩渦再現(xiàn)或重組，且模型表面的粗糙度及其外形的非嚴(yán)格對(duì)稱性都有可能導(dǎo)致升力系數(shù)的不穩(wěn)定;

3)升阻比L/D的變化趨勢(shì)表現(xiàn)出與升力系數(shù)高度的一致性;

4)在3個(gè)風(fēng)向角下側(cè)力系數(shù)基本先呈現(xiàn)出不同幅值的下降，隨后呈波動(dòng)性穩(wěn)定，且與阻力系數(shù)和升力系數(shù)沒(méi)有明顯的關(guān)聯(lián)性，原因可能是側(cè)力系數(shù)主要由結(jié)構(gòu)周向載荷在垂向的分量與上表面風(fēng)載2部分貢獻(xiàn)，雖然周向平均壓力系數(shù)基本均隨Re數(shù)收斂，但從阻力系數(shù)與升力系數(shù)隨Re數(shù)的變化可得出邊界層分離點(diǎn)附近分離強(qiáng)度和影響范圍的差別同樣造成整體結(jié)構(gòu)載荷變化的結(jié)論，且結(jié)構(gòu)截面突變位置的影響也可能對(duì)局部壓力的分布產(chǎn)生影響，并且推斷上表面風(fēng)載隨Re數(shù)呈一定的變化規(guī)律，因此認(rèn)為是2種載荷的所占比例的變化影響側(cè)力系數(shù)的變化規(guī)律。

2.6 Re數(shù)對(duì)氣動(dòng)力矩系數(shù)的影響

同氣動(dòng)力的定義類似，根據(jù)機(jī)翼的航行狀態(tài)將力矩分為滾轉(zhuǎn)力矩、俯仰力矩和偏航力矩。為考察不同風(fēng)向角下Re數(shù)對(duì)滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)Cl、俯仰力矩系數(shù)Cm和偏航力矩系數(shù)Cn的影響，繪制曲線如圖10所示。

圖8 Re數(shù)對(duì)CD、CL和L/D數(shù)的影響Fig.8 Influence of Re number on CD，CLand L/D

圖9 Re數(shù)對(duì)側(cè)力系數(shù)CC的影響Fig.9 Influence of Re number on side force coefficient CC

圖10 Re數(shù)對(duì)定常力矩系數(shù)的影響Fig.10 Influence of Re number on constant-moment coefficient

分析可知:

1)不同風(fēng)向角下的滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)隨Re數(shù)的變化趨勢(shì)差別較大，β=0°下Cl先降低后升高，且幅值高達(dá)0.06，相比之下β=12°和β=22.5°對(duì)應(yīng)的曲線變化幅值較小，且趨勢(shì)基本相反，前者表現(xiàn)為微幅下降，后者則為小幅上升;

2)同β=0°對(duì)應(yīng)的滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)的變化趨勢(shì)類似，β=0°下俯仰力矩系數(shù)整體表現(xiàn)為隨Re數(shù)的升高，先降低后升高，而β=12°和β=22.5°的俯仰力矩系數(shù)變化趨勢(shì)相似，均呈現(xiàn)出緩慢增長(zhǎng)再降低，但前者幅值較大;

3)在3個(gè)風(fēng)向角下Re數(shù)對(duì)偏航力矩系數(shù)的影響基本相同，整體上均隨Re數(shù)的增大而升高，且上升斜率相差不大，在范圍內(nèi)基本維持在0.35～0.42。

2.7 風(fēng)向角β對(duì)阻力系數(shù)CD的影響

阻力系數(shù)CD隨風(fēng)向角β的變化曲線如圖11所示，可知，隨著風(fēng)向角從0°到22.5°變化，阻力系數(shù)有先降低后升高的趨勢(shì)，但升降幅值隨Re數(shù)的增加而逐漸減小，通過(guò)對(duì)比不同風(fēng)向角下周向平均壓力系數(shù)分布(圖5)，原因可能是風(fēng)向角的改變使結(jié)構(gòu)迎流面和邊界層分離區(qū)域發(fā)生偏移，同時(shí)結(jié)構(gòu)外形對(duì)后者的影響也較大，而對(duì)背流區(qū)的影響相對(duì)有限，風(fēng)向角β=0°和β=22.5°時(shí)對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)對(duì)稱分布，在邊界層分離點(diǎn)后方均有一對(duì)強(qiáng)度相當(dāng)、影響范圍較廣的峰值，而β=12°對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)為非對(duì)稱分布，存在的2個(gè)壓力峰值同樣非對(duì)稱分布，且峰值衰減較快，影響范圍相對(duì)較窄，導(dǎo)致對(duì)稱分布流場(chǎng)對(duì)應(yīng)的阻力系數(shù)略高于非對(duì)稱分布流場(chǎng)情況。

圖11 風(fēng)向角β對(duì)阻力系數(shù)CD的影響Fig.11 Influence of wind direction β on drag coefficient CD

3 結(jié)論

通過(guò)開(kāi)展風(fēng)洞試驗(yàn)研究了變截面正八邊形結(jié)構(gòu)在2.2242×106≤Re≤8.8969×106范圍內(nèi)的繞流特性，分析了周向平均壓力系數(shù)的分布特點(diǎn)及其受Re數(shù)、風(fēng)向角、傾角的影響，同時(shí)還分析了Re數(shù)對(duì)氣動(dòng)力系數(shù)的影響，得到如下結(jié)論:

1)正八邊形結(jié)構(gòu)的周向平均壓力系數(shù)變化較大，且試驗(yàn)范圍內(nèi)Re數(shù)變化主要影響邊界層的分離強(qiáng)度，當(dāng)Re＞5×10，Re數(shù)對(duì)周向壓力分布影響很小;風(fēng)向角對(duì)周向平均壓力系數(shù)的影響體現(xiàn)在對(duì)迎流面駐點(diǎn)和邊界層分離點(diǎn)附近壓力分布的影響，但對(duì)于背流面影響有限，基本保持穩(wěn)定;而傾角僅影響結(jié)構(gòu)兩側(cè)邊界層分離點(diǎn)附近壓力分布，且與風(fēng)向角有較大的關(guān)聯(lián)性。

2)Re數(shù)對(duì)升力系數(shù)和阻力系數(shù)的影響規(guī)律與風(fēng)向角的關(guān)聯(lián)較為密切，同時(shí)阻力系數(shù)與升阻比表現(xiàn)出高度的一致性，而風(fēng)向角對(duì)阻力系數(shù)的影響整體表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢(shì)，且隨Re數(shù)的增大阻力系數(shù)的升降幅值漸降;在試驗(yàn)Re數(shù)范圍內(nèi)3個(gè)風(fēng)向角下側(cè)力系數(shù)表現(xiàn)出不同幅值的先降低后波動(dòng)穩(wěn)定的趨勢(shì)，主要是受結(jié)構(gòu)周向風(fēng)載垂向分量與上表面壓力綜合作用的影響。

3)滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)和偏航力矩系數(shù)與Re數(shù)的關(guān)系類似氣動(dòng)力系數(shù)與Re數(shù)關(guān)系，整體呈現(xiàn)出與風(fēng)向角較大的關(guān)聯(lián)性。

［1］MOURITZ A P，GELLERT E，BURCHILL P，et al.Review of advanced composite structures for naval ships and submarines［J］.Composite Structures，2001，53(1):21-42.

［2］黎南.國(guó)外艦船隱身技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向與分析［J］.艦船電子工程，2013，33(4):15-17.

LI Nan.Development trend and analysis of the foreign naval ship stealth technology［J］.Ship Electronic Engineering，2013，33(4):15-17.

［3］王世安.水面艦船隱身技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向與分析［J］.艦船電子工程，2014，34(3):16-20.

WANG Shi＇an.Development trend and analysis of the stealth technology for surface ship［J］.Ship Electronic Engineering，2014，34(3):16-20.

［4］李秋勝，李慧真，李毅.橢圓形高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性試驗(yàn)研究［J］.湖南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2015，42(1): 1-8.

LI Qiusheng，LI Huizhen，LI Yi.Experimental study of the characteristics of wind loads on an oval-shaped high-rise structure［J］.Journal of Hunan University:Natural Sciences，2015，42(1):1-8.

［5］YOON D H，YANG K S，CHOI C B.Flow past a square cylinder with an angle of incidence［J］.Physics of Fluids，2010，22(4):043603.

［6］WANG Wen，HUAI Wenxin，GAO Meng.Numerical investigation of flow through vegetated multi-stage compound channel［J］.Journal of Hydrodynamics，2014，26(3): 467-473.

［7］吳小翠，王一偉，黃晨光，等.飛艇大攻角繞流氣動(dòng)特性模擬及湍流模型與參數(shù)影響研究［J］.工程力學(xué)，2014，31(8):24-31，69.

WU Xiaocui，WANG Yiwei，HUANG Chenguang，et al.Aerodynamic simulation of airship ambient flows with high attack angles and analysis on turbulence models and parameters［J］.Engineering Mechanics，2014，31(8):24-31，69.

［8］田中偉.正多邊形繞流問(wèn)題研究［D］.北京:清華大學(xué)，2010:20-59.

TIAN Zhongwei.A study on flow past regular polygons［D］.Beijing:Tsinghua University，2010:20-59.

［9］劉天成，葛耀君，曹豐產(chǎn)，等.基于Lattice Boltzmann方法的方柱繞流模擬［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，36(8):1028-1033.

LIU Tiancheng，GE Yaojun，CAO Fengchan，et al.Simulation of flow around square cylinder based on Lattice Boltzmann Method［J］.Journal of Tongji University:Natural Science，2008，36(8):1028-1033.

［10］AGRAWAL A，DJENIDI L，ANTONIA R A.Investigation of flow around a pair of side-by-side square cylinders using the lattice Boltzmann method［J］.Computers and Fluids，2006，35(10):1093-1107.

［11］唐鵬，韓省思，葉桃紅，等.聯(lián)合RANS/LES方法數(shù)值模擬方柱繞流［J］.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，40 (12):1287-1292.

TANG Peng，HAN Shengsi，YE Taohong，et al.Hybrid RANS/LES simulation of flow past a square cylinder［J］.Journal of University of Science and Technology of China，2010，40(12):1287-1292.

［12］DING H，SHU C，YEO K S，et al.Numerical simulation of flows around two circular cylinders by mesh-free least square-based finite difference methods［J］.International Journal for Numerical Methods in Fluids，2007，53(2): 305-332.

［13］LAM K，LIN Y F，ZOU L，et al.Investigation of turbulent flow past a yawed wavy cylinder［J］.Journal of Fluids and Structures，2010，26(7-8):1078-1097.

［14］LAM K，LIN Y F，ZOU L，et al.Numerical simulation of flows around two unyawed and yawed wavy cylinders in tandem arrangement［J］.Journal of Fluids and Structures，2012，28:135-151.

［15］VAKIL A，GREEN S I.Drag and lift coefficients of inclined finite circular cylinders at moderate Reynolds numbers［J］.Computers＆Fluids，2009，38(9):1771-1781.

［16］姚熊亮，康莊，張洪雨，等.五邊形筒型桅桿模擬風(fēng)載試驗(yàn)研究［J］.水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展，2004，19(5): 648-654.

YAO Xiongliang，KANG Zhuang，ZHANG Hongyu，et al.Experimental research of the wind loads on pentagonal stealth mast［J］.Journal of Hydrodynamics，2004，19 (5):648-654.

［17］姚熊亮，張凌江，曾令玉，等.封閉式綜合集成桅桿風(fēng)載特性實(shí)驗(yàn)研究［J］.振動(dòng)與沖擊，2009，28(11):51-54.

YAO Xiongliang，ZHANG Lingjiang，ZENG Lingyu，et al.Experimental research on wind-load characteristics of integrated mast［J］.Journal of Vibration and Shock，2009，28 (11):51-54.