圓柱體結(jié)構(gòu)群廣泛存在于實(shí)際工程領(lǐng)域中,如高層建筑、冷卻塔、拉索和橋塔等。流體載荷會(huì)影響該類(lèi)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和安全性�；贔luent計(jì)算平臺(tái),本文運(yùn)用大渦模擬方法,對(duì)亞臨界雷諾數(shù)下圓柱體結(jié)構(gòu)群三維繞流問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,全面深入分析串列雙圓柱體、正方形排列四圓柱體和“X”形排列五圓柱體結(jié)構(gòu)群繞流特性,并闡述其互擾效應(yīng),可為工程設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文主要研究工作如下:（1）研究雷諾數(shù)Re=3900下串列雙圓柱體三維繞流問(wèn)題,分析間距比對(duì)串列雙圓柱體的流體力系數(shù)及其尾流場(chǎng)分布特性的影響,并闡明其內(nèi)在的互擾效應(yīng)和力學(xué)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):隨間距比的增加,雙圓柱體中間區(qū)域流場(chǎng)會(huì)發(fā)生較大的變化,流場(chǎng)流動(dòng)模式由再附著模式轉(zhuǎn)變?yōu)槲擦鳑_擊模式。（2）研究雷諾數(shù)Re=3900下正方形排列四圓柱體結(jié)構(gòu)群三維繞流問(wèn)題,分析來(lái)流攻角（α）與間距比（L/D）兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)四圓柱體的流體力系數(shù)及其尾流場(chǎng)分布特性的影響,并闡明其內(nèi)在的互擾效應(yīng)與力學(xué)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):來(lái)流攻角和間距比的變化對(duì)四圓柱體結(jié)構(gòu)群繞流特性、流場(chǎng)流動(dòng)模態(tài)及其互擾效應(yīng)的影響較大。當(dāng)α=0°、22.5°和45°時(shí),不同間距比工況下,正方形排列四圓柱體結(jié)構(gòu)群... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２單圓柱體表面的平均壓力系數(shù)分布圖??

據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。研宄發(fā)現(xiàn)：本文的計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)［６７］的物理試驗(yàn)結(jié)果更為接近；三者的??數(shù)值有較小差異，且變化趨勢(shì)相同。??圖２－３?（ｂ）給出了尾流區(qū)不同特征位置順流向時(shí)均流速（ｚ／／７＝０．５０高度截面）沿橫流向的??分布特性，分別選取了?ｘ／Ｄ＝０．５８、］．０４、１．５８和２．０２四個(gè)特征位置的剖面時(shí)均流速。從圖可以??看出，隨著尾流場(chǎng)特征位置與圓柱體中心位置距離的增大，時(shí)均流速分布由“Ｕ”字型向“Ｖ”字??型過(guò)渡，逐漸趨于平緩。在ｘ／Ｚ）＝０．５８特征位置處的剖面時(shí)均流速呈“Ｕ”字型分布，在ｘ／Ｄ＝〗．０４??特征位置處的剖面時(shí)均流速由“Ｕ”字型分布向“Ｖ”字型過(guò)渡；在ｘ／Ｄ＝ｌ．５８特征位置處的剖面時(shí)??均流速呈“乂”字型分布；在１／／＞２．０２特征位置處的剖面時(shí)均＾荒速幾乎呈“一”字型分布。這表明??圓柱體對(duì)順流向２Ｄ范圍內(nèi)的尾流場(chǎng)順流向流速分布有較大的影響，且隨圓柱體中心與順流向??尾流場(chǎng)的距離變大，該影響逐漸減弱。同樣地，將計(jì)算得到的結(jié)果與文獻(xiàn)［１４，?６３］的數(shù)值計(jì)算??結(jié)果進(jìn)行了比較，二者高度吻合。??〇？－?“?ｖ?＼ｘｘｘ＞／、—＾二￣?????—■?▽殳獻(xiàn)㈨?ｊ??、０．２?－?／？?▽文獻(xiàn)｜６７】?＾??Ｓ?１?????Ｍ?〇［?秦丨５Ｓ??■°－２?■?Ｗ?

據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。研宄發(fā)現(xiàn)：本文的計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)［６７］的物理試驗(yàn)結(jié)果更為接近；三者的??數(shù)值有較小差異，且變化趨勢(shì)相同。??圖２－３?（ｂ）給出了尾流區(qū)不同特征位置順流向時(shí)均流速（ｚ／／７＝０．５０高度截面）沿橫流向的??分布特性，分別選取了?ｘ／Ｄ＝０．５８、］．０４、１．５８和２．０２四個(gè)特征位置的剖面時(shí)均流速。從圖可以??看出，隨著尾流場(chǎng)特征位置與圓柱體中心位置距離的增大，時(shí)均流速分布由“Ｕ”字型向“Ｖ”字??型過(guò)渡，逐漸趨于平緩。在ｘ／Ｚ）＝０．５８特征位置處的剖面時(shí)均流速呈“Ｕ”字型分布，在ｘ／Ｄ＝〗．０４??特征位置處的剖面時(shí)均流速由“Ｕ”字型分布向“Ｖ”字型過(guò)渡；在ｘ／Ｄ＝ｌ．５８特征位置處的剖面時(shí)??均流速呈“乂”字型分布；在１／／＞２．０２特征位置處的剖面時(shí)均＾荒速幾乎呈“一”字型分布。這表明??圓柱體對(duì)順流向２Ｄ范圍內(nèi)的尾流場(chǎng)順流向流速分布有較大的影響，且隨圓柱體中心與順流向??尾流場(chǎng)的距離變大，該影響逐漸減弱。同樣地，將計(jì)算得到的結(jié)果與文獻(xiàn)［１４，?６３］的數(shù)值計(jì)算??結(jié)果進(jìn)行了比較，二者高度吻合。??〇？－?“?ｖ?＼ｘｘｘ＞／、—＾二￣?????—■?▽殳獻(xiàn)㈨?ｊ??、０．２?－?／？?▽文獻(xiàn)｜６７】?＾??Ｓ?１?????Ｍ?〇［?秦丨５Ｓ??■°－２?■?Ｗ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于IVCBC渦方法高雷諾數(shù)下串聯(lián)雙圓柱的數(shù)值計(jì)算模型及其尾流特征研究[J]. 龐建華,宗智,周力,王大明.  船舶力學(xué). 2017(10)
[2]不同長(zhǎng)細(xì)比圓柱繞流的大渦模擬[J]. 端木玉,萬(wàn)德成.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2016(03)
[3]湍流場(chǎng)多柱體繞流形態(tài)和水動(dòng)力特性研究[J]. 于定勇,張廣成,馬朝暉.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]用SST-DES和SST-URANS方法數(shù)值模擬亞臨界雷諾數(shù)下三維圓柱繞流問(wèn)題[J]. 趙偉文,萬(wàn)德成.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2016(01)
[5]Re=3900圓柱繞流的三維大渦模擬[J]. 戰(zhàn)慶亮,周志勇,葛耀君.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[6]正方形排列四圓柱繞流的數(shù)值模擬[J]. 高文文,張偉.  天津城建大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]并列雙圓柱繞流的水動(dòng)力特性研究[J]. 于定勇,崔肖娜,唐鵬.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[8]基于格子Boltzmann方法的低雷諾數(shù)四圓柱繞流流動(dòng)模式與受力特性模擬[J]. 龔志軍,楊佼,武文斐,李保衛(wèi).  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[9]譜單元法及其在多圓柱繞流分析中的應(yīng)用[J]. 韓兆龍,周岱,陳亞楠,桂曉瀾,李俊龍.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]等直徑串列雙圓柱體繞流的數(shù)值模擬[J]. 劉景偉,郭海燕,趙婧.  中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(12)

碩士論文
[1]串列三柱體風(fēng)壓分布與氣動(dòng)力的干擾效應(yīng)研究[D]. 趙會(huì)濤.石家莊鐵道大學(xué) 2017
[2]圓柱群繞流的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D]. 李強(qiáng).浙江大學(xué) 2014
[3]基于譜單元法的多圓柱繞流及其互擾效應(yīng)數(shù)值模擬[D]. 桂曉瀾.上海交通大學(xué) 2012
[4]三維圓柱繞流及渦激振動(dòng)的數(shù)值模擬[D]. 杜遠(yuǎn)征.天津大學(xué) 2012
[5]串列方形構(gòu)筑物群繞流及其干擾效應(yīng)的數(shù)值模擬[D]. 吳七二.上海交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2969404