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圆柱绕流场行波壁主动流动控制的数值模拟研究

吴清宇  
【摘要】:斜拉索作为桥梁中对风致振动敏感的构件,长期的涡激振动会造成疲劳寿命的下降和使用舒适性的降低斜拉索风致振动是由于尾流非定常旋涡脱落引起的,因此研究圆柱绕流场及其控制方法具有重要意义本文结合数值模拟与理论分析,采用行波壁主动流动控制方法,对圆柱非定常绕流场进行控制研究 首先采用Ansys Fluent软件建立二维圆柱绕流及其行波壁控制的数值模拟模型,并对该数值模拟模型进行验证;并通过动网格实现行波壁的运动 然后分析行波壁的波速和振幅对流动控制效果的影响,当行波波速与来流速度之比达到1.0后,原有的涡旋脱落被抑制,行波的频率锁定原涡脱频率当行波的振幅与波长之比低于0.025后,行波壁控制效果减弱进一步采用行波壁对圆柱涡激振动进行控制研究,分析行波壁对圆柱涡激振动的控制效果和机理 最后,本文基于N-S方程,建立行波壁边界层的简化方程,得到行波扰动速度的解,在一定程度上量化前人提出的行波流体滚动轴承的概念,分析扰动速度对涡的影响,解释行波壁流动控制方法的内在机理


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