水力增阻器是一個(gè)利用水的阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)物體減速的裝置。水力增阻器高速?zèng)_到水中并在自由面上運(yùn)行是一個(gè)高度復(fù)雜的三維流動(dòng)問(wèn)題。其壁面不規(guī)則,曲率變化大,空間扭曲程度大,受到來(lái)流的強(qiáng)烈沖擊,增阻器壁面會(huì)發(fā)生形變,這是一個(gè)典型的流固耦合問(wèn)題。本文應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)增阻器周圍流場(chǎng)進(jìn)行分析,通過(guò)ANSYS軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)與增阻器壁面的流固耦合分析。主要工作如下:（1）根據(jù)水力增阻器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行工況,建立了在直角坐標(biāo)系下其物理模型和三維紊流數(shù)學(xué)模型。同時(shí)對(duì)數(shù)值方程的離散、控制方程的求解、初始邊界條件、自由面重構(gòu)等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究,為水力增阻器在自由面附近的運(yùn)動(dòng)分析奠定理論基礎(chǔ)。（2）采用RANS方程和RNGκ?ε湍流模型,基于VOF方法模擬了增阻器從入流到出流的動(dòng)態(tài)過(guò)程,其流場(chǎng)分布符合經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)理論,模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)到的物理現(xiàn)象相符合。（3）對(duì)該類增阻器在自由面附近不同浸深、不同來(lái)流速度下阻力、升力特性進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算,通過(guò)阻力系數(shù)、升力系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式能夠預(yù)測(cè)增阻器所能提供的最大阻力值、最大升力值,節(jié)約計(jì)算時(shí)間和試驗(yàn)成本,對(duì)增阻器的設(shè)計(jì)以及阻力預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。（4）... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

壁面函數(shù)示意圖

圖 2-2 VOF 函數(shù)描述Fig.2-2 Description of VOF function滿流體 A,成為流體網(wǎng)格；而當(dāng) C = 0時(shí)為空網(wǎng)格，那為界面網(wǎng)格，如圖 2-2 所示。在每個(gè)網(wǎng)格中C 一旦由面。重要的部分就是自由面的重構(gòu)。所謂自由面重構(gòu)就函數(shù)C 計(jì)算出單元內(nèi)自由面的形狀和方向，以便也給計(jì)算下一步的C 值作好準(zhǔn)備。同時(shí)由于數(shù)學(xué)方散性，非線性效應(yīng)，就必須對(duì)自由面進(jìn)行重新構(gòu)體積的輸運(yùn)量，與自由面的重構(gòu)沒(méi)有直接的聯(lián)系，場(chǎng)計(jì)算的精確性，對(duì)于每一時(shí)刻計(jì)算得到的自由面了幾種常見(jiàn)的格式。水平線來(lái)逼近自由面，根據(jù)相鄰流體的體積函數(shù)值

（d）HIRT 法重構(gòu) （e）KIM 法重構(gòu)圖 2-3 幾種常用 VOF 法對(duì)交界面采用的重構(gòu)方法3 Several common VOF method of interface used in reconstruct VOF 求解最基本的 hirt&Nihcols 型直線近似方法以及在自擬出與實(shí)際界面吻合的結(jié)果 Youngs’PLIC 型重構(gòu)技術(shù)[34]。ichols 型重構(gòu)技術(shù) Nichols 在提出 VOF 方法時(shí)，提出了用直線近似的界面重。它是在一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，用水平和豎直兩種直線近似該網(wǎng)格內(nèi)r-Acceptor）的差分逼近格式計(jì)算運(yùn)動(dòng)界面的流體體積函數(shù)方

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]自由面湍流場(chǎng)的數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D]. 曾利.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[2]混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流固耦合的動(dòng)力特性分析[D]. 徐斌.西安理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2961558