文章基于計(jì)算流體力學(xué)軟件STARCCM采用有限體積法結(jié)合重疊網(wǎng)格技術(shù)在低雷諾數(shù)Re=300條件下對(duì)串列不等直徑雙圓柱進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了直徑比(d/D)和間距比(G/D)對(duì)串列不等直徑雙圓柱渦激振動(dòng)特性的影響。研究結(jié)果表明:上、下游圓柱之間的相互作用隨著間距比的增加而減小;下游小圓柱的振幅比隨著直徑比的增加而減小,當(dāng)G/D=2,d/D=0.2時(shí),上、下游圓柱的振幅比均取得最大值,其中下游圓柱的振幅比最大可達(dá)3.2 d;間距比和直徑比對(duì)上游大圓柱的升、阻力系數(shù)的影響較大,下游小圓柱的升、阻力系數(shù)均隨著直徑比的增加而呈現(xiàn)出逐漸增大的變化趨勢(shì)。研究結(jié)果可為海流能發(fā)電裝置振子直徑比和間距比的選取提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 計(jì)算域及邊界示意圖

圖1為計(jì)算域及邊界示意圖。圓柱圓心距離進(jìn)口邊界為15D，距離上、下邊界均為15D。進(jìn)口采用速度入口，出口采用壓力出口，上、下邊界采用對(duì)稱(chēng)邊界，圓柱為壁面邊界。限定上、下游圓柱均做垂直流向單自由度振動(dòng)。2數(shù)值計(jì)算方法

圖4 不同直徑比下升力系數(shù)均方根的變化曲線

在不同間距比下，上、下游圓柱的升力系數(shù)均方根Clrms隨直徑比的變化曲線如圖4所示。從圖4(a）可以看出：對(duì)于上游大圓柱，當(dāng)G/D=2，直徑比較小時(shí)，Clrms較小，隨著直徑比的逐漸增加，Clrms變化明顯，并在d/D=0.6后出現(xiàn)陡增趨勢(shì)，說(shuō)明耦合不等直徑的雙圓柱振動(dòng)時(shí)，圓柱間....

圖5 不同直徑比下阻力系數(shù)均方根的變化曲線

在不同間距比下，上、下游圓柱的阻力系數(shù)均方根Cdrms隨直徑比的變化曲線如圖5所示。從圖5(a）可以看出：對(duì)于上游大圓柱，當(dāng)G/D一定時(shí)，隨著直徑比的逐漸增大，Cdrms出現(xiàn)較強(qiáng)的波動(dòng)性，這說(shuō)明當(dāng)間距比一定時(shí)，下游小圓柱的直徑變化對(duì)上游大圓柱的影響較大；當(dāng)G/D=3,4,6時(shí)，隨....

圖6 升力的功率譜密度分布示意圖

計(jì)算串列不等直徑雙圓柱繞流時(shí)發(fā)現(xiàn)，大小圓柱的渦脫落頻率相同，但均比單圓柱繞流小。圖6給出了d/D=0.6時(shí)不同間距比對(duì)應(yīng)的升力信號(hào)的功率譜密度。從圖6中可以看出：當(dāng)G/D=2,3,4,6時(shí)，上游大圓柱對(duì)應(yīng)的旋渦脫落頻率分別為0.9087,0.9314,0.9332,0.93....

本文編號(hào)：4034266