收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三维圆柱体旋涡发放特性的数值实验研究

方媛媛  
【摘要】: 在港口、海岸及近海工程中,许多关键性构件都是圆柱状结构,如海洋深海钻井平台及其钻杆、海底输油管道、大桥桥墩等,三维刚性圆柱体在均匀流场中因涡激振动而发生损坏的现象经常发生,针对这一实际问题国外许多学者进行了初步的探讨,而国内针对该问题的数值模拟以及实验研究较少。因此针对流体绕流三维圆柱体后旋涡脱落形式以及柱体表面所受作用力的研究,无论对工程运用还是理论研究都有一定的参考价值。 本文使用计算流体力学软件CFX,采用国内外研究该问题普遍应用的大涡模拟方法,数值模拟了不同雷诺数(Re=5.6×10~3、2.8×10~4、1.1×10~5和1.1×10~6)下均匀流场中流体绕流三维圆柱体问题,研究了绕流后所形成的涡管以及圆柱体表面所受到的流体载荷等相关特性,主要工作如下: 1)确定了本文数值模拟流体绕流三维刚性圆柱体问题的流场尺寸、详细阐述了使用不同软件对模型进行网格划分的优缺点以及在网格划分中所需注意的各种问题,最终采用CFX进行本文的数值模拟。 2)分析了不同雷诺数三维圆柱体绕流后展向各个截面旋涡脱落形式、旋涡脱落角度、所形成的涡管以及尾流场各点的脉动压力系数,从而研究本文圆柱体绕流问题的三维效应。 3)讨论了不同雷诺数圆柱体表面展向各截面的稳态压力系数和脉动压力系数沿周向的分布形式。 4)研究了不同雷诺数圆柱体表面展向各截面的升力系数和阻力系数的历时曲线、平均阻力系数、脉动阻力系数和脉动升力系数沿展向各个截面的分布情况。 5)利用谱分析的方法,分析了三维圆柱体表面脉动升力和脉动阻力的功率谱和基压及速度的功率谱,以及不同工况展向各个截面的斯特诺哈尔数变化情况。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TV131.6

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 凌国灿;圆柱绕流旋涡运动及离散涡方法[J];力学进展;1985年04期
2 王汝权,陈彬;高雷诺数圆柱绕流的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);1990年04期
3 苑明顺;高雷诺数圆柱绕流的二维大涡模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年S1期
4 王亚玲,刘应中,缪国平;圆柱绕流的三维数值模拟[J];上海交通大学学报;2001年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王向钦;靳向煜;柯勤飞;;水刺机多孔式高压水腔三维流场分布数值分析[J];纺织学报;2010年06期
2 张陆陈;骆少泽;;近海风力发电机基础桩群潮汐水动力脉动特性试验研究[J];工程力学;2010年S1期
3 刘志文;胡建华;陈政清;龙海滨;;闭口箱形主梁断面三分力系数二维大涡模拟[J];公路交通科技;2011年11期
4 谭伦;王多垠;温焰清;;大水位差架空直立式码头连续排架结构的水流作用研究[J];港工技术;2011年06期
5 曹广龙;李旭东;杨德军;;二维不可压缩粘性流体绕钝体流动的数值模拟[J];甘肃科技;2012年08期
6 董占琢;廖晖;;风力发电机组塔筒涡致横振研究[J];东方汽轮机;2012年02期
7 岳永威;李梦阳;孙龙泉;王领;;具有自由液面效应的圆柱绕流三维数值模拟[J];船舶;2012年04期
8 康杰;;近壁水平圆柱绕流漩涡特性流场计算[J];水科学与工程技术;2008年S2期
9 姚熊亮;戴绍仕;王国忠;;均匀流场中串列双圆柱水动力特性的数值实验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2006年05期
10 黄曌宇;蒋伟康;;利用O型环抑制圆柱绕流涡脱落的数值研究[J];计算力学学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 张陆陈;骆少泽;;近海风力发电机基础桩群潮汐水动力脉动特性试验研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年
2 姚熊亮;戴绍仕;;均匀流场中串列双圆柱尾流速度的数值模拟[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
3 苑明顺;;圆柱绕流二维大涡模拟与涡量耗散[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集(工科分册·上册)[C];1992年
4 杨烁;吴宝山;;二维圆柱绕流数值模拟[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
5 魏东泽;黄维平;;深水刚性立管与弹性立管涡激振动分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周晓泉;复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究[D];四川大学;2003年
2 金晗辉;气粒两相湍流拟序结构的大涡模拟研究[D];浙江大学;2002年
3 邹高万;船舶机舱火灾热流场特性研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 赖永星;换热器管束动态特性分析及流体诱导振动研究[D];南京工业大学;2006年
5 邓绍云;圆柱桩群阻力特性及其对底床冲淤影响的研究[D];南京水利科学研究院;2007年
6 余小玲;电力电子集成模块及新型翅柱复合型散热器的传热性能研究[D];西安交通大学;2005年
7 林海花;隔水管涡激动力响应及疲劳损伤可靠性分析[D];大连理工大学;2008年
8 陈松山;低扬程大型泵站装置特性研究[D];江苏大学;2007年
9 陈坚祯;一种新型多电极插入式电磁流量传感器及其基础研究[D];上海大学;2009年
10 戴绍仕;海底阀箱流激振荡特性实验研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海明;深水立管束涡激振动分析和数值模拟[D];中国海洋大学;2010年
2 胡应明;采用大涡模拟技术发展NAPA软件的分离流动模拟能力[D];南京航空航天大学;2009年
3 丁代伟;圆柱绕流及涡激振动的二维数值模拟[D];天津大学;2010年
4 赵鹏良;隔水管及附属整流罩涡激振动的流固耦合模拟研究[D];上海交通大学;2011年
5 曹阳;蔬菜大棚内部流场三维紊流数值模拟及大棚断面优化研究[D];扬州大学;2004年
6 戴绍仕;孤立圆柱及串列双圆柱水动力数值实验研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 欧阳飞;桥墩周围紊流区宽度及桥梁通航孔净宽研究[D];长沙理工大学;2005年
8 李天翔;浅水垫消力池水力特性研究[D];四川大学;2006年
9 丁美兰;旋流扰流絮凝池流场数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 龙曼;基于FLUENT的旋流池数值模拟与优化研究[D];重庆大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 凌国灿;圆柱绕流旋涡运动及离散涡方法[J];力学进展;1985年04期
2 凌国灿,尹协远;二次涡与卡门涡形成过程[J];力学学报;1982年01期
3 凌国灿;圆柱非定常运动初期旋涡运动[J];力学学报;1983年03期
4 王汝权,陈彬;高雷诺数圆柱绕流的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);1990年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖俊,景思睿;高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2001年01期
2 周本谋,范宝春,陈志华,叶经方,丁汉新,靳建明;圆柱表面包覆电磁场消涡与增涡实验研究[J];实验力学;2004年02期
3 黄曌宇;蒋伟康;;利用O型环抑制圆柱绕流涡脱落的数值研究[J];计算力学学报;2008年04期
4 王沣浩;姜歌东;罗昔联;;高雷诺数下双圆柱绕流诱发振动的数值模拟[J];西安交通大学学报;2007年01期
5 王聪;陈斌;郭烈锦;王智伟;;双拉格朗日模型模拟气固两相双圆柱绕流[J];西安交通大学学报;2009年01期
6 张辉;范宝春;陈志华;;圆柱绕流电磁控制影响因素的实验研究[J];实验力学;2009年05期
7 杨德军;李旭东;李伟;;小雷诺数下圆柱绕流的流场特性及规律研究[J];甘肃科技;2011年12期
8 酆庆增;二维定常圆柱绕流的失稳和浑沌[J];科学通报;1990年19期
9 杨纪伟;付晓丽;;圆柱绕流研究进展[J];中国水运(下半月);2008年05期
10 朱之墀,曾令忠;圆柱绕流辐射声场的数值研究[J];声学学报(中文版);1992年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宗智;董婧;李章锐;;离散涡方法模拟二维圆柱涡激振动[A];2010’力学与工程应用学术研讨会论文集[C];2010年
2 杨烁;吴宝山;;二维圆柱绕流数值模拟[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
3 蒋燕;李永光;吕欣欣;张丽华;朱群志;;水平液体绕流热柱体旋涡脱落特性的研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
4 王志坚;徐成海;李福忠;李孟春;白玉石;;圆柱体工件高压气淬过程中的数值模拟[A];2004’全国真空冶金与表面工程学术研讨会会议论文集[C];2004年
5 龙双丽;聂宏;詹家礼;;圆柱绕流气动噪声数值模拟[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
6 黄苗苗;缪泉明;吴维武;;不同雷诺数的圆柱绕流比较计算与分析[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
7 黄苗苗;缪泉明;吴维武;;不同雷诺数的圆柱绕流比较计算与分析[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
8 闵强利;陈建军;张云海;吴旌;;水下圆柱系留体稳定性试验研究[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 王亚玲;刘应中;缪国平;;圆柱绕流的三维数值模拟[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
10 闵强利;张云海;陈建军;佘湖清;吴旌;;圆柱系留体稳定性试验研究[A];第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈秉卿;我国第一座低速增压风洞首次试车成功[N];中国航空报;2006年
2 杨薇;国外民机产业政策对我国的启示[N];中国航空报;2006年
3 本报记者 李国敏;骑跨玉龙截大江[N];科技日报;2007年
4 ;面向二十一世纪的低速所[N];科技日报;2000年
5 刘霞;科学家首次演示投射图像随光转动[N];科技日报;2011年
6 施晔;苏通大桥五项科技成果通过鉴定[N];南通日报;2007年
7 曾强 王惠;我国计算流体力学取得新进展[N];中国航空报;2010年
8 张家港市城北小学 熊志洪;“你有什么发现?”之发现[N];学知报;2011年
9 ;凌国灿——旋涡流动与尾迹演化复杂性的探索者[N];科技日报;2004年
10 记者 苏万明;山东即墨变“戏法” 秸秆木屑变成“煤”[N];新华每日电讯;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张辉;以减阻增升减振为目标的尾流的电磁优化控制[D];南京理工大学;2011年
2 辛晓峰;可压缩绕流的热控制和整体稳定性[D];中国科学技术大学;2010年
3 李保庆;圆柱涡致振动控制的实验研究[D];中国科学技术大学;2008年
4 陈晓春;基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D];西安建筑科技大学;2004年
5 姚军;气固两相圆柱绕流的直接数值模拟和肋条弯管抗磨机理的数值试验研究[D];浙江大学;2002年
6 栗怀广;钝体空气动力学的格子玻尔兹曼方法[D];西南交通大学;2010年
7 陈波;基于PIV技术的近壁双圆柱绕流尾迹特性研究[D];华中科技大学;2011年
8 黄智勇;柔性立管涡激振动时域响应分析[D];上海交通大学;2008年
9 吕林;海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算[D];大连理工大学;2006年
10 郭明旻;双圆柱表面压力分布的同步测量及脉动气动力特性[D];复旦大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方媛媛;三维圆柱体旋涡发放特性的数值实验研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
2 孟元元;圆柱绕流的数值模拟研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 杜远征;三维圆柱绕流及涡激振动的数值模拟[D];天津大学;2012年
4 尚宣廷;基于尺度提取的双圆柱绕流空间演化特征的实验研究[D];复旦大学;2010年
5 桑文慧;平行壁面间二维圆柱绕流尾迹演化特性研究[D];中南大学;2011年
6 丁代伟;圆柱绕流及涡激振动的二维数值模拟[D];天津大学;2010年
7 张宁;非线性动力学中特征尺度的分析及对双圆柱绕流的研究[D];东华大学;2010年
8 陈伟;涡激振动的离散涡数值模拟[D];大连理工大学;2009年
9 王利静;具有自由液面流场中圆柱绕流的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 赵刘群;水动力引起的海底管道振动的数值研究[D];大连理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026