基于拓扑网格方法的多钝体流致振动分析

论文摘要

多钝体流致振动是一个较为复杂的流固耦合过程,普遍存在于自然界和工程领域。为了减小高幅振动时网格变形引起的计算误差,基于非定常Navier-Stokes方程对二维双圆柱和三圆柱、三维双圆柱流致振动进行数值求解,采用耦合界面结合拓扑网格变形技术,实现流体与多个运动钝体之间的耦合计算。将数值结果与实验进行比较分析,验证了该数值方法是处理高振幅多钝体流致振动的有效方法。研究结果表明上游圆柱的存在对下游圆柱流致振动和旋涡形成产生明显影响。串列双圆柱流致振动振幅和频率响应与实验测试趋势一致,清晰观察到了涡致振动初始分支和上部分支;并且当Re>8×104时,圆柱流致振动由涡致振动向驰振过渡。圆柱尾涡形态随流致振动分支切换发生变化,当驰振发生时,下游圆柱的尾涡形态受上游圆柱影响难以捕捉。随着双圆柱间距增大,低Re时下游圆柱受到上游圆柱的抑制作用减弱。三维多柱体流致振动计算结果更接近实验值,如何提高三维数值计算速度将是下一步研究工作的重点。

论文目录

• 1 物理模型
• 2 数值方法
•   2.1 流体控制方程
•   2.2 流致振动控制方程
•   2.3 网格模型
• 3 结果与讨论
•   3.1 二维双圆柱流致振动
•     3.1.1 双圆柱轴心距离d=2D
•     3.1.2 双圆柱轴心距离d=2.5D
•   3.2 二维三圆柱流致振动
•   3.3 三维多柱体流致振动
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 丁林,邹瑞,张力,邹群峰

关键词: 钝体,流致振动,拓扑网格,耦合界面,流固耦合

来源: 振动与冲击 2019年22期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 力学

单位: 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆大学能源与动力工程学院

基金: 国家自然科学基金(51776021),重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目(cstc2016jcyjA0255),中央高校基本科研业务费(106112016CDJXY145505)

分类号: O353.4

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.22.034

页码: 236-243

总页数: 8

文件大小: 4001K

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