圓柱繞流既在工程上應(yīng)用廣泛,又有大量的理論與實驗研究。由于繞流圓柱的尾流中存在漩渦脫落、卡門渦街等現(xiàn)象,所以圓柱本身將受到脈動升阻力。由脈動升力引起的振動稱為渦激振動,在工程上渦激振動是應(yīng)該盡力避免的。所以本文在超臨界雷諾數(shù)條件下,通過使用大渦模擬方法,研究了波浪型圓柱繞流、折線型圓柱、旋轉(zhuǎn)圓柱繞流等變截面立式圓柱的繞流問題企圖找到最優(yōu)的降低渦激振動的解決辦法。首先,研究了國內(nèi)外圓柱繞流問題的研究現(xiàn)狀、研究方法,介紹了圓柱繞流和數(shù)值模擬的基本理論。然后,基于已有研究方法,對波浪型圓柱、折線型圓柱、直圓柱進(jìn)行了三維建模。然后將不同的模型導(dǎo)入到FLUENT中,對不同圓柱進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)求解。最后,對升阻力系數(shù)進(jìn)行傅里葉變換,得到時均阻力系數(shù)、均方根升力系數(shù)、斯特羅哈數(shù)等結(jié)果。以直圓柱為對照,對波浪型圓柱、折線型圓柱、旋轉(zhuǎn)圓柱進(jìn)行比較分析,分析時均阻力系數(shù)、均方根升力系數(shù)、斯特羅哈數(shù)、分離角等參數(shù),得出了由馬鞍面向節(jié)點平面流動的繞流機(jī)制,發(fā)現(xiàn)在節(jié)點位置形成旋轉(zhuǎn)方向相反、在圓柱展現(xiàn)交替變化的渦,并在尾流中發(fā)展為三維漩渦。通過對三種形式圓柱均方根升力系數(shù)的對比,得到折線型圓柱減振效率大于波浪型圓柱,波...

【文章頁數(shù)】：69 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 圓柱繞流的國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 國外圓柱繞流研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)圓柱繞流研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 圓柱繞流與計算流體力學(xué)基本理論
    2.1 圓柱繞流邊界層理論
        2.1.1 邊界層理論
        2.1.2 卡門渦街
        2.1.3 有環(huán)量的圓柱繞流
    2.2 計算流體力學(xué)理論
        2.2.1 流體動力學(xué)控制方程
        2.2.2 大渦數(shù)值模擬方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 波浪型圓柱的數(shù)值模擬結(jié)果及對比分析
    3.1 物理模型
    3.2 數(shù)值驗證
    3.3 結(jié)果分析與比較
        3.3.1 升阻力系數(shù)
        3.3.2 斯特羅哈數(shù)St
        3.3.3 分離角
        3.3.4 速度云圖及流線圖
    3.4 本章小結(jié)
第4章 折線型圓柱繞流及對比分析
    4.1 物理模型
    4.2 數(shù)值驗證
    4.3 折線型圓柱模擬結(jié)果分析比較
        4.3.1 升阻力系數(shù)
        4.3.2 斯特羅哈數(shù)St
        4.3.3 分離角
        4.3.4 速度云圖及流線圖
    4.4 波浪型圓柱與折線型圓柱升阻力對比
    4.5 本章小結(jié)
第5章 旋轉(zhuǎn)圓柱繞流數(shù)值模擬及分析
    5.1 計算模型及網(wǎng)格劃分
    5.2 數(shù)值驗證
    5.3 旋轉(zhuǎn)圓柱繞流模擬結(jié)果及分析
        5.3.1 升力系數(shù)結(jié)果與分析
        5.3.2 阻力系數(shù)結(jié)果與分析
    5.4 折線型圓柱、波浪型圓柱、旋轉(zhuǎn)圓柱升力抑制效率比較
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3785827