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绕流问题一直是流体力学研究的重点内容之一,其涉及到流动分离、边界层转捩、漩涡的生成、演化以及它们之间的相互作用。对于流线型的翼型和非流线型的钝体结构来说,漩涡脱落将会在结构体表面上生成顺流向及横流向周期性变化的脉动压力。当脉动频率与结构体固有频率接近时,将引起涡激振动现象,极端情况下将引发灾难性事故。对于绕流的问题如果仅用试验或数值模拟的手段,会限制研究人员对流场信息全面理解,结合这两种方法可以更好的得到流场的信息。为此,本文主要结合PIV试验和CFD软件同时分析绕流中的流场结构。在试验方面,本文主要基于西华大学流体及动力机械教育部重点实验室的风洞试验平台,利用PIV流场测试技术研究不同工况下绕流流场的变化,得到了流场的瞬时和平均速度场,并利用POD技术对流场进行降阶分解,得到流场的低阶模态。在数值模拟方面,采用γ-Re_θ湍流模型和k-ω SST湍流模型对方柱绕流和翼型绕流进行仿真,对比了网格、时间步长等因素对计算的影响。对比数值模拟和试验数据,更加全面的分析了绕流流场的信息,得到了如下结论:基于风洞平台的PIV试验结果有着良好的精度,计算结果与LDV试验结果吻合良好,此外PIV试验可以精确的观察流场的变化过程。相较于k-ω SST湍流模型,γ-Re_θ模型是较优的湍流模型,其可准确计算方柱绕流的St数及C_D,计算结果可以准确的获得尾流的湍动能变化规律和翼型表面流场转捩点,与试验结果吻合良好。γ-Re_θ湍流模型可以准确地表示出方柱绕流的漩涡脱落频率、大小及位置等信息。本征正交分解(POD)可以较好的对绕流流场进行降阶分解得出流场的低阶模态,方柱绕流流场前6阶POD模态占总能量的78.7%,前6阶模态可较准确捕获大雷诺数下方柱的非定常流场的特征。风速在10m/s(Re=1.02×10~5)时NACA 64418翼型在16°至23°的攻角下在叶片的吸力侧上有再吸附现象,当α大于23°时,不会发生再附着现象。发生流场再附着的临界速度随着攻角的增加而增加。NACA 64418翼型具有较大的失速攻角,攻角在0°和9°之间几乎没有流动分离。当α约为10°时,有一些漩涡开始脱落。随着攻角持续增加,漩涡脱落呈现出强烈的周期性。在垂直轴风力机应用中,根据叶片的压力系数分布可以得到,由对称翼型组成的叶片比由弯翼组成的叶片更有良好的气动特性。由NACA 64418翼型组成的垂直轴风力机叶片在-34.17°与45.72°之间叶片表面没有大的漩涡脱落,攻角在45.72°与85.83°之间,叶片表面将会出现层流分离泡。层流分离泡增加了垂直轴风力机流场的复杂性,其造成了垂直轴风力机气动性能的下降。