垂蕩板因其具有增大水動(dòng)力阻尼及附加質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域。將分形理論應(yīng)用于垂蕩板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提出一種具有分形特征孔的垂蕩板,運(yùn)用Fluent的自定義函數(shù)并結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)不同垂蕩板模型進(jìn)行數(shù)值模擬,研究其水動(dòng)力特性。對(duì)比分析了不同振幅下實(shí)心、不同分形階數(shù)(透空率)以及規(guī)則孔垂蕩板的水動(dòng)力特性,得到了不同垂蕩板垂向力時(shí)間歷程曲線、附加質(zhì)量系數(shù)C_m和阻尼系數(shù)C_d以及渦量云圖。結(jié)果表明:振動(dòng)周期不變時(shí),隨振幅的增大,各垂蕩板C_d值隨之減小,最終趨于平穩(wěn),而C_m值隨之增大;比較不同分形階數(shù)時(shí),C_m值隨分形階數(shù)增加而減小,C_d值隨分形階數(shù)增加而先增大后減小,在分形階數(shù)為二階時(shí),C_d值最大;相同透空率時(shí),分形孔和規(guī)則孔垂蕩板C_m值大致相等,分形孔C_d值較規(guī)則孔有較大提升,最大提升為17.83%,平均為14.74%。由此可見(jiàn),較之普通開(kāi)孔垂蕩板,分形特征垂蕩板具有優(yōu)越的性能。

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【部分圖文】：

圖1謝爾賓斯基分形圖

第5期黃致謙，等:基于浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)的分形特征垂蕩板強(qiáng)迫振蕩水動(dòng)力特性圖1謝爾賓斯基分形圖Fig．1Sierpinskifractalgraph1．2垂蕩板數(shù)值算法本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(ComputationalFluidDynamics，CFD)方法，采用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)....

圖2計(jì)算流場(chǎng)區(qū)域與垂蕩方向Fig．2Computationdomainofflowandheaving

圖1謝爾賓斯基分形圖Fig．1Sierpinskifractalgraph1．2垂蕩板數(shù)值算法本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(ComputationalFluidDynamics，CFD)方法，采用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)所得模擬數(shù)據(jù)計(jì)算垂蕩板的水動(dòng)力系數(shù)，即阻尼系數(shù)和附加質(zhì)量系....

圖3垂蕩板面網(wǎng)格

2．1垂蕩板模型建立及網(wǎng)格生成為便于對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，本文平臺(tái)相關(guān)數(shù)據(jù)與垂蕩板尺寸參考文獻(xiàn)［12，24］。為比較實(shí)心、不同分形階數(shù)(透空率)及相同透空率下，規(guī)則孔與分形孔對(duì)垂蕩板水動(dòng)力系數(shù)的影響，在三維建模軟件中建立了5個(gè)不同的垂蕩板模型。其中垂蕩板為方板，其面積為31．5....

圖4垂蕩板速度和垂向力的時(shí)間歷程曲線

2A2ω2(7)Cm=F0cosφρL3Aω2(8)式(7)和式(8)中的ρ、L、A和ω都是已知參數(shù)，故只需求得垂蕩板所受垂向力的幅值F0和相位差φ即可求得垂蕩板的水動(dòng)力系數(shù)Cd和Cm。3數(shù)值模擬結(jié)果分析3．1實(shí)心垂蕩板水動(dòng)力系數(shù)通過(guò)UDF改變垂蕩板的振幅，即改變KC，可計(jì)算得出....

本文編號(hào)：3915331