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钝体绕流一直是流体力学中的经典问题,且广泛存在于工业中的各个领域。然而,由于钝体周围流体运动的复杂性,迄今对该流动现象的研究仍是不完整的,特别是对于具有复杂几何截面的超椭圆柱、超椭圆颗粒群的绕流分析,尚未形成系统的理论研究。本文采用有限体积法和自适应网格技术,对超椭圆柱在粘性、不可压缩流体中的物理性质进行了研究。并在此基础上,利用离散单元法堆积出超椭圆颗粒群,重点研究了超椭圆颗粒在流场中所受的阻力及周围流体的传热特性。本文运用Gerris软件模拟了在无限大流场中具有不同形状指数(n)、不同长径比(E)的超椭圆柱在不同来流攻角()、不同雷诺数(Re)的绕流过程,分析流场中流体的流动形态、受力特性和传热特性等,并计算出对应的压力系数(C_p)、阻力系数(C_d)和平均努塞尔数(Nu),揭示了各参数对绕流过程中的流体流动特性和传热特性的影响。基于上述模拟结果,本文提出了针对超椭圆柱表面C_d和Nu的计算公式。另一方面,本文还研究了孔隙率(k)在0.303~0.836范围内的超椭圆颗粒群在不同工况下的受力特性和传热特性。结果表明:(1)随着Re的增大,超椭圆颗粒表面的C_d逐渐减小而Nu逐渐增大;(2)随着k的增大,超椭圆颗粒群孔隙中的速度减小,颗粒表面C_d减小而Nu增大,且当0.6
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