【摘要】：圓柱繞流一直是流體力學(xué)研究中的一個經(jīng)典問題,由于在工程實際中也會涉及對圓柱繞流理論的應(yīng)用,故而針對圓柱繞流的各項研究一直是熱點。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和人們對能源的大量需求,陸地上油氣資源日益枯竭,海洋石油資源的開采需求逐漸變得迫切。因此,海洋作業(yè)平臺的安全問題也開始為研究人員而關(guān)注,在海洋石油的開采過程中,會應(yīng)用到大量直徑不等的圓柱群結(jié)構(gòu),但是當(dāng)下對不等直徑的柱群繞流問題的研究相對較少,所以本文從實際問題出發(fā),主要研究等直徑四圓柱繞流和不等直徑四圓柱繞流的尾流特性和各個柱體表面的受力特征。首先,本文對圓柱繞流的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了介紹,然后通過單圓柱繞流和串并列雙圓柱繞流對本文的網(wǎng)格劃分和計算方法進行了模擬驗證,驗證結(jié)果表明,本文的網(wǎng)格劃分和計算方法是正確的。接下來對不同間距比下(L/D=1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0)等直徑正方形排列四圓柱繞流進行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果主要包括尾跡流場的渦量分布、尾跡流場的流線、升阻力系數(shù)、斯特羅哈數(shù)等,通過這些模擬結(jié)果和模擬獲得的數(shù)據(jù),對間距變化對四柱體繞流的影響進行了分析;針對不等直徑四圓柱繞流,本文主要模擬了不同直徑比(d/D=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2)下的繞流情況,通過尾跡流場的渦量分布、尾跡流場的流線、升阻力系數(shù)、斯特羅哈數(shù)等分析了直徑變化對不等直徑四圓柱繞流的影響。通過對不同間距比下正方形排列四圓柱繞流和不同直徑比的四圓柱繞流問題進行模擬研究,初步揭示了間距和直徑的變化對正方形排列四圓柱尾流流態(tài)和各柱體表面受力的影響,為以后解決實際工程問題進行了一定的理論探究。
【圖文】：

邊界層分離示意圖

圖 2-1 不同雷諾數(shù)下圓柱體渦脫落形態(tài) Re 的變化，圓柱后的渦脫落形態(tài)的變化規(guī)律如圖分離，沒有漩渦產(chǎn)生；當(dāng) 5<Re<40 時，，流體圍繞柱下游形成兩個對稱渦；當(dāng) 40<Re<150 時，流動落的漩渦，并保持穩(wěn)定的層流狀態(tài)；當(dāng) 150<Re<3
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O357.5

【參考文獻】

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1 朱潤野;刁明軍;劉偉;;低雷諾數(shù)下五圓柱繞流的數(shù)值模擬研究[J];西南民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年06期

2 安利姣;馬貴陽;關(guān)越;常方圓;;有限元軟件和FLUENT軟件在海底管道研究中的應(yīng)用[J];當(dāng)代化工;2015年07期

3 譚艷;許棟;白玉川;及春寧;;關(guān)于圓柱繞流水動力特性的大渦數(shù)值模擬研究[J];港工技術(shù);2013年03期

4 李霖;張志國;王先洲;馮大奎;;低雷諾數(shù)圓柱繞流的大渦模擬分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2013年01期

5 張立;;小雷諾數(shù)下圓柱繞流的渦態(tài)演化[J];機械科學(xué)與技術(shù);2012年04期

6 桑文慧;孫志強;周孑民;;有限流道內(nèi)低雷諾數(shù)二維圓柱繞流數(shù)值模擬[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年03期

7 詹昊;李萬平;方秦漢;李龍安;;不同雷諾數(shù)下圓柱繞流仿真計算[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2008年12期

8 鄒冰;李東風(fēng);張紅武;;建橋?qū)恿魉畡恿τ绊懙臄?shù)值計算分析研究[J];杭州電子科技大學(xué)學(xué)報;2007年03期

9 徐元利,徐元春,梁興,張進國;FLUENT軟件在圓柱繞流模擬中的應(yīng)用[J];水利電力機械;2005年01期

10 潘小強,袁王景;CFD軟件在工程流體數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J];南京工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年01期

本文編號：2665679