【目的】準(zhǔn)確預(yù)測(cè)顯著黏性效應(yīng)下結(jié)構(gòu)物所受流體作用力。【方法】采用有限體積（FVM）方法構(gòu)建兩相流數(shù)值波浪水槽模型。首先,通過(guò)半潛水平圓柱受波浪力數(shù)值結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。其次,對(duì)不同流體黏性下,受迫振蕩淹沒(méi)水平圓柱上的流體作用力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,通過(guò)黏性流結(jié)果和勢(shì)流結(jié)果的對(duì)比,分析流體黏性對(duì)圓柱受力的影響特征。最后,通過(guò)將黏性流和勢(shì)流理論壓力結(jié)果對(duì)比,并結(jié)合對(duì)圓柱周圍黏性渦量場(chǎng)分布特征分析,解釋不同流體黏性下,黏性流與勢(shì)流結(jié)果之間出現(xiàn)差異的原因�！窘Y(jié)果】在不同流體黏性條件下,圓柱所受各倍頻流體作用力均出現(xiàn)一定程度上的差別,表明流體黏性的影響明顯�！窘Y(jié)論】相比勢(shì)流理論,采用黏性流理論對(duì)受迫振蕩水平圓柱受力的影響的研究更為準(zhǔn)確。 

【文章來(lái)源】：廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

邊界條件

為了驗(yàn)證數(shù)值波浪水槽模型對(duì)結(jié)構(gòu)物受流體作用力計(jì)算的準(zhǔn)確性，根據(jù)Dixon等[15]的實(shí)驗(yàn)室物理模型試驗(yàn)，并參考前人[16-17]相關(guān)數(shù)值計(jì)算的設(shè)置，對(duì)半淺固定水平圓柱上垂向波浪力進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比驗(yàn)證，本研究的驗(yàn)證計(jì)算設(shè)置示意如圖2所示。r為水平圓柱半徑，設(shè)置為0.125 m;d為水深，設(shè)置為1.0 m，初始時(shí)刻軸心至于靜水面處。速度邊界的造波理論采用五階Stokes波浪理論，波浪周期為1.646 s；波幅設(shè)置為0.125 m。圓柱水平位置，松弛區(qū)I和松弛區(qū)II的長(zhǎng)度均根據(jù)入射波波長(zhǎng)L的一定比例進(jìn)行設(shè)置。2.2 波浪力驗(yàn)證對(duì)比

圖3為采用本文數(shù)值模型計(jì)算獲得的圓柱所受垂向波浪力數(shù)值結(jié)果與Dixon等[15]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比情況。圖中，無(wú)量綱垂向波浪力用Fz/(ρgπr2)表示，時(shí)間的無(wú)量綱形式表示為t/T(T為入射波周期），考察一個(gè)周期內(nèi)垂向波浪力的時(shí)間歷程對(duì)比情況。通過(guò)觀察可知，本研究數(shù)值結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總體上吻合良好，這表明，該數(shù)值模型對(duì)結(jié)構(gòu)物受力計(jì)算具有良好的準(zhǔn)確性。3 振蕩圓柱上各倍頻流體作用力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3271985