检索结果-南通市图书馆

作者：章乐华中科技大学

学位级别：硕士

随着人类对海洋资源的开发,海洋工程迅速发展,输流管路在海洋工程中起着至关重要的作用。涡激振动是影响输流管路结构安全性的主要不利因素之一。本论文以海洋工程中的输流管路为研究背景,采用数值模拟方法,先对固定刚性管路绕流开展研... 详细信息

随着人类对海洋资源的开发,海洋工程迅速发展,输流管路在海洋工程中起着至关重要的作用。涡激振动是影响输流管路结构安全性的主要不利因素之一。本论文以海洋工程中的输流管路为研究背景,采用数值模拟方法,先对固定刚性管路绕流开展研究,逐步深入到弹性支撑刚性管路和弹性输流管路的涡激振动,对输流管路的设计和安装具有指导意义。首先,本论文结合大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法和剪切应力传输(Shear Stress Transport,SST)湍流模型,提出了管路绕流的分区大涡模拟(Zonal LES,ZLES)计算方法,对雷诺数为3900流动条件下的固定刚性管路绕流进行数值模拟分析。ZLES数值结果与实验结果符合得很好,验证了ZLES方法的有效性和准确性。其次,研究了亚临界和超临界雷诺数下的固定刚性管路绕流特性,阐明了不同雷诺数下流场的变化规律,揭示了边界层分离随雷诺数变化的机理。研究发现,随着雷诺数增大,边界层的分离角越大,管路后方湍流扰动区域越窄。并基于计算流体动力学软件CFX的刚体求解器,研究了亚临界雷诺数(Re=7.3×10)下弹性支撑刚性管路的涡激振动。在不改变流体流动条件的前提下,仅通过改变支撑刚度来改变管路的固有频率,进而实现约化速度的变化。得到了质量比为2.5时,在该雷诺数下的“锁频”区间对应的约化速度范围(5～11)。在“锁频”区间内,发现了管路的振动频率与其固有频率的比值约为1.2,并且存在多频率谐振现象。最后,应用有限元模态分析法,研究了内外流对简支管路固有频率的影响规律,并与微分求积法计算结果进行了对比验证。研究发现,内流和外流均会导致管路固有频率降低。然后采用双向流固耦合方法对弹性输流管路的涡激振动特性进行了数值模拟研究,探究了内流对管路涡激振动变形及应力特性的影响规律,并结合管路的安全性要求对管路长度进行了优化。研究发现,当管内流体流动时,管路在横流向和顺流向的最大变形值均明显增加,而横流向与顺流向之间的相位差和振动频率减小,同时内流流动更易激发管路的高阶倍频谐振。

关键词：涡激振动分区大涡模拟亚临界雷诺数超临界雷诺数输流管路

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基于分区大涡模拟方法的双角冰翼型气动特性分析

引用

电子测试 2020年第5期31卷 70-71页

作者：田增冬航空工业西安航空计算技术研究所

为研究大迎角状态下机翼前缘双角冰诱导产生的流动大分离问题,本文将RANS方法与WMLES方法结合起来,构造了一种分区大涡模拟(ZLES)方法,针对具有双角冰的GLC305翼型进行了数值研究,并与RANS方法、IDDES方法及风洞试验进行了对比,结果表明... 详细信息

为研究大迎角状态下机翼前缘双角冰诱导产生的流动大分离问题,本文将RANS方法与WMLES方法结合起来,构造了一种分区大涡模拟(ZLES)方法,针对具有双角冰的GLC305翼型进行了数值研究,并与RANS方法、IDDES方法及风洞试验进行了对比,结果表明:ZLES方法够准确预测宏观的升力系数,压力分布、分离范围、再附位置等流场特征参数较之IDDES、RANS及文献结果与试验吻合最好,适用于双角冰诱导大分离流动的数值模拟。

关键词：分区大涡模拟双角冰结冰翼型分离流动

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