【摘 要】
：
双圆柱结构广泛应用于各类工程结构中,根据两圆柱的相对位置及与流体流动方向的关系又可以具体地将其划分为串列、交错、并列3种排列方式.流激振动是实际环境中双圆柱结构常见的一种流-固耦合现象,是造成其结构疲劳损伤的重要因素之一.脉动阻力会引起结构顺流向的振动,因而脉动阻力系数是反映双圆柱结构流激振动特性的重要参数之一,对其进行研究有助于深入了解结构的流-固耦合特性,并为相关结构设计提供一定的参考和借鉴.
【机 构】
：
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津,300072
【出 处】
：
第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议
论文部分内容阅读
双圆柱结构广泛应用于各类工程结构中,根据两圆柱的相对位置及与流体流动方向的关系又可以具体地将其划分为串列、交错、并列3种排列方式.流激振动是实际环境中双圆柱结构常见的一种流-固耦合现象,是造成其结构疲劳损伤的重要因素之一.脉动阻力会引起结构顺流向的振动,因而脉动阻力系数是反映双圆柱结构流激振动特性的重要参数之一,对其进行研究有助于深入了解结构的流-固耦合特性,并为相关结构设计提供一定的参考和借鉴.本研究设计了串列及交错排列方式的双柔性圆柱的拖曳水池模型实验来研究其流激振动特性,并利用反解方法来计算结构的脉动阻力系数.通过对不同排列方式的双圆柱结构的脉动阻力系数的对比研究,探寻其中的变化规律并发现一些独特的现象.
其他文献
针对某INSEAN E779A螺旋桨进行了水动力以及流动噪声数值仿真预报,利用NUMECA的船舶水动力学软件FINE/Marine进行螺旋桨的水动力学仿真,给出了螺旋桨的水动力特性以及空化特征,并与实验结果进行了比较,仿真结果与实验结果符合较好.基于INSEAN E779A螺旋桨的水动力学数值模拟结果,提取流动噪声声源以及初场边界特征,采用NUMECA全频流噪分析软件FINE/Acoustics里
船舶在海上航行时会遭遇各种海况,其运动响应也各不相同;准确预报船舶在不同海况下的运动响应十分重要.本文基于CFD(Computational Fluid Dynamic)方法,建立了黏性数值波浪水池,并结合重叠网格技术数值模拟了时域下、在规则波作用下Barge的顶浪运动响应,并对其进行了详细的研究和分析.研究发现:本文建立的数值波浪水池与能准确预报Barge在不同波况下的运动响应,并分析了波长变化
本文提出了一个流固耦合模型分析大型滑坡涌浪问题.水波部分采用基于全局坐标系的圣维南方程(色散模型将在未来发展),而滑坡模型采取基于局部曲线坐标系的刚体模型.水波模型采用有限体积法求解,滑坡运动则采用二阶方法求解,滑坡的局部高程与整体高度在局部坐标系和全局坐标系中不断插值交换数据,如此形成了一套滑坡涌浪问题的Kurganov-ODE耦合算法.多个例子用来展示流固耦合模型的有效性,诸如Well-Bal
为了实现双向贯流式水轮机发电工况与抽水工况的协同优化,本文对双向贯流式机组转轮的多工况优化设计进行了初步探索.根据双向贯流式水泵水轮机的特点,构建了集成几何参数化、网格自动划分、数值计算、应力计算以及整体优化的转轮优化设计系统.以转轮叶片七个翼型骨线的挠度参数、厚度变量以及进口偏移量等21个参数为优化变量,以水力效率最大值、水压力的最小值以及结构应力最大值为优化目标函数,对正向水轮机工况和反向水泵
水下滑坡问题在深海工程中广泛存在.研究水下滑坡发生的机理和特点,对于提高水下工程作业安全性具有重要意义.本文采用混合欧拉-拉格朗日(Mixed Eulerian-Lagrangian,MEL)方法对水下土体滑坡问题进行数值模拟.采用两相混合物理论,将水相当作欧拉介质,将土相视为拉格朗日介质.土相为弹塑性材料,服从Drucker-Prager失效准则.两相之间的相互作用通过浮力与达西阻力模型描述.基
对于处在极端海况下的海洋工程结构物,准确预报水动力性能对其设计的安全性和经济性具有重要意义.规则波中的单个固定直立圆柱背流侧,流场受到波浪和圆柱之间的非线性相互干扰严重.势流方法不能考虑黏性导致的流动分离以及高阶波浪可能带来的影响,而全黏性CFD求解又需要大量的计算时间和空间资源.本文基于全黏性CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,结合高阶谱方法(HOS),在保证对圆柱周围流场高精度计算的同时
随着算法和计算机浮点运算能力的进步,直接数值模拟逐渐成为分析复杂两相流动机理的有效手段.传统直接数值模拟方法对数值格式耗散控制和网格分辨能力有较高的要求,大幅增加了计算负载.本研究采用多矩有限体积法(CIP-CSL,即Constraint Interpolation Profile-Semi-Lagrangian格式)离散两相流动控制方程;在单元内部使用代数方法重构VOF(Volume of Fl
气浮接触区是溶气气浮法的关键流动区域,是微气泡产生和气液混合的区域,内部涉及多相流、旋涡等复杂流动现象,其流动状态对分离结果具有重要影响.本文分别采用欧拉-欧拉和Mixture多相流模型耦合标准k-ε湍流模型对一典型的气浮接触区流动进行动态模拟研究.结果显示,在进气速度为0.175m/s,含气率为0.1时,Mixture模型模拟得到的气泡在接触区内混合更为均匀,接触时间更长,气泡浓度也相对较高.为
本文通过直接数值模拟方法研究了近壁空泡溃灭的动力学特征.建模中,考虑了两相黏性、压缩性以及界面的表面张力,采用流体体积法(VOF)对气液界面进行捕捉.在数值模拟的基础上,定义了3种能量来描述空泡流场特征,分别为空泡势能、流场中的总动能以及压力波能.研究结果发现:溃灭完成前,气泡势能全部转化为流场中的动能;溃灭完成瞬间,部分动能转化为压力波能.
为提高造波效率和减弱波浪二次反射作用,在一些波浪水池中安装了冲击式造波装置,但如何控制冲击体运动来生成波形稳定、波高可控的孤立波是尚未解决的难题.本文提出并验证了一种基于圆柱浸没体积等于孤立波体积原理的新式孤立波生成方法.首先推导了计算圆柱位移时程的隐式方程组以及生成波高受圆柱半径的约束条件.接着采用光滑粒子流体动力学方法模拟并比对了文献中的物理实验.最后应用验证过的数值模型计算了圆柱入水生成的孤