柱體繞流是工程領(lǐng)域和自然界中比較常見的一種流體運(yùn)動現(xiàn)象,如海洋平臺、海底石油管道和大海中的孤島等。一方面,海底資源的發(fā)現(xiàn)使得柱體結(jié)構(gòu)逐漸向大洋中建設(shè),其速度和運(yùn)動方向時刻變化的海洋流體猶如振蕩流作用于柱體結(jié)構(gòu)表面且長期反復(fù)作用下會導(dǎo)致柱體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的流體力進(jìn)而危及其安全。另一方面,技術(shù)的發(fā)展使得圓角柱體結(jié)構(gòu)開始被大規(guī)模地應(yīng)用于實際工程,但振蕩流研究主要集中在規(guī)則柱體結(jié)構(gòu)。因此,本文運(yùn)用數(shù)值計算軟件Fluent對零均值振蕩流下單圓角柱體結(jié)構(gòu)和串并列雙圓角柱體結(jié)構(gòu)群繞流問題進(jìn)行研究具有一定的實際工程意義,其主要分析圓角半徑、來流攻角和間距比對流場分布特性和流體力系數(shù)的影響,主要研究工作和相關(guān)結(jié)論如下:（1）振蕩流下單圓角柱體結(jié)構(gòu)二維繞流問題數(shù)值研究。研究發(fā)現(xiàn)來流攻角增大不僅會改變尾流漩渦數(shù)量還會改變漩渦和附著渦的位置進(jìn)而導(dǎo)致尾流渦街分布呈對稱、非對稱和對角等形式。此外,來流攻角增大還會使得順流向速度分布由“V”型向“U”型轉(zhuǎn)變而橫流向速度分布則由對稱向不對稱變化。另一方面,大圓角半徑會使得附著渦消失而小圓角半徑對流場分布無較大影響,且圓角半徑僅在大來流攻角下對順橫流向速度分布有較大影響... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 振蕩流的相關(guān)理論
        1.2.1 振蕩流概念
        1.2.2 尾流模式
        1.2.3 相關(guān)參數(shù)
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 振蕩流下柱體結(jié)構(gòu)繞流研究現(xiàn)狀
        1.3.2 圓角柱體結(jié)構(gòu)繞流研究現(xiàn)狀
        1.3.3 其它復(fù)雜流和非規(guī)則柱體結(jié)構(gòu)繞流研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究工作
第2章 振蕩流下單圓角柱體繞流特性分析
    2.1 引言
    2.2 流體控制方程
    2.3 數(shù)值模型、網(wǎng)格劃分和驗證
        2.3.1 計算模型和網(wǎng)格劃分
        2.3.2 計算參數(shù)分析
        2.3.3 算例驗證
    2.4 單圓角柱體繞流特性
        2.4.1 渦量圖分析
        2.4.2 流線圖分析
        2.4.3 順橫流向速度分析
        2.4.4 升力系數(shù)時程曲線、Liassajous曲線和升力系數(shù)FFT譜分析
        2.4.5 拖曳力系數(shù)和慣性力系數(shù)分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 振蕩流下串列雙圓角柱體繞流特性分析
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模型和網(wǎng)格劃分
    3.3 串列雙圓角柱體繞流特性
        3.3.1 渦量圖分析
        3.3.2 流線圖分析
        3.3.3 順橫流向速度分析
        3.3.4 升阻力系數(shù)時程曲線、Liassajous曲線和升力系數(shù)FFT譜分析
        3.3.5 拖曳力系數(shù)和慣性力系數(shù)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 振蕩流下并列雙圓角柱體繞流特性分析
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值模型和網(wǎng)格劃分
    4.3 并列雙圓角柱體結(jié)構(gòu)群繞流特性
        4.3.1 渦量圖分析
        4.3.2 流線圖分析
        4.3.3 順橫流向速度分析
        4.3.4 升阻力系數(shù)時程曲線、Liassajous曲線和升力系數(shù)FFT譜分析
        4.3.5 拖曳力系數(shù)和慣性力系數(shù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間的論文和科研情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同圓角率的方形斷面氣動特性的雷諾數(shù)效應(yīng)[J]. 楊群,劉慶寬,韓瑞,劉小兵.  振動與沖擊. 2020(04)
[2]不同倒角半徑柱體繞流數(shù)值模擬及水動力特性分析[J]. 于定勇,趙建豪,黃東燕,鐘延超.  海洋工程. 2018(05)
[3]圓角化對方柱氣動性能影響的流場機(jī)理[J]. 杜曉慶,田新新,馬文勇,李二東.  力學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[4]前緣倒圓角方柱繞流的大渦模擬[J]. 姚世傳,施鎏鎏,郭鵬.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2018(04)
[5]線性剪切來流下串列雙方柱繞流特性的數(shù)值模擬[J]. 水慶象,王大國,徐兵,王偉,譚國榮,何治良.  水科學(xué)進(jìn)展. 2018(04)
[6]基于DES模型的變截面圓柱繞流數(shù)值模擬[J]. 屈曉坤,鮑健,陳正壽.  造船技術(shù). 2017(06)
[7]均勻流與振蕩流作用下圓柱橫向振蕩水動力特性研究[J]. 張楠,李春,丁勤衛(wèi),郝文星,王東華.  水資源與水工程學(xué)報. 2017(04)
[8]不同倒角半徑下方柱繞流的數(shù)值模擬及水動力特性研究[J]. 杜明倩,毛海英,李宇佳.  海洋科學(xué). 2017(07)
[9]線性剪切來流對方柱繞流特性影響的數(shù)值分析[J]. 王偉,水慶象,王大國,胡彬.  水利水電科技進(jìn)展. 2017(01)
[10]脈動流方柱繞流特性研究[J]. 林緯,喻九陽,鄭小濤,聶思皓,徐成.  工程熱物理學(xué)報. 2014(02)

碩士論文
[1]振蕩流中串列雙圓柱渦激振動數(shù)值模擬[D]. 劉丹青.天津大學(xué) 2016
[2]恒定流和周期性脈動流條件下的圓柱繞流[D]. 王燕珍.北京交通大學(xué) 2013



本文編號：3666749