發(fā)布時(shí)間：2023-01-08 18:53

　　海洋工程結(jié)構(gòu)體在海底壁面的影響下,振動(dòng)響應(yīng)和流固耦合機(jī)理與孤立時(shí)有較大區(qū)別,疲勞破壞和失效亦有所不同,故研究海洋工程結(jié)構(gòu)在近壁面邊界下的渦激振動(dòng)有較大工程價(jià)值。本文將對(duì)近壁面圓柱渦激振動(dòng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究。為研究近壁面圓柱渦激振動(dòng)時(shí)“流場—圓柱—壁面”三者之間的耦合機(jī)理,采用大渦模擬方法在折合速度Ur∈[2,12],對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)Re∈[2000,12000]下研究了間隙比G/D（=2、1、0.75、0.5、0.25和0.005）時(shí)圓柱渦激振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)和流固耦合機(jī)理,研究發(fā)現(xiàn):近壁面圓柱渦激振動(dòng)根據(jù)振動(dòng)特性可分為三個(gè)區(qū)域:區(qū)域1:間隙比G/D∈[0.75,2],圓柱振動(dòng)主要受壁面邊界的影響,有完整的初始分支、上分支和下分支。區(qū)域2:間隙比G/D∈[0.25,0.5],部分算例圓柱與底部壁面碰撞,圓柱部分浸入到底面邊界層中,圓柱振動(dòng)誘導(dǎo)壁面邊界層強(qiáng)制分離產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針分離渦,分離渦抑制底部渦脫的形成和發(fā)展;當(dāng)折合速度增大U_r時(shí),圓柱底部壁面邊界層變薄,底部渦脫會(huì)緊貼壁面無法向下游發(fā)展。區(qū)域3:間隙比G/D=0.005,最大的無量綱最大振幅A*_max

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 近壁面靜止圓柱繞流研究現(xiàn)狀
    1.3 近壁面圓柱渦激振動(dòng)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 數(shù)值模擬基本理論與方法
    2.1 引言
    2.2 湍流數(shù)值模擬
    2.3 大渦模擬
    2.4 流場控制方程的離散與求解
    2.5 流固耦合求解模塊搭建
        2.5.1 數(shù)值模型的建立
        2.5.2 圓柱運(yùn)動(dòng)控制方程
        2.5.3 動(dòng)網(wǎng)格方法
        2.5.4 模塊搭建
    2.6 本章小結(jié)
第3章 數(shù)值模擬驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 雷諾數(shù)Re=3900靜止圓柱繞流
    3.3 單自由度圓柱渦激振動(dòng)的三維數(shù)值模擬驗(yàn)證
    3.4 網(wǎng)格獨(dú)立性和時(shí)間步長無關(guān)性驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 近壁面圓柱渦激振動(dòng)的三維數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 圓柱的振動(dòng)響應(yīng)
        4.2.1 振動(dòng)分區(qū)
        4.2.2 力的系數(shù)
        4.2.3 非線性響應(yīng)
    4.3 流固耦合機(jī)理
        4.3.1 振動(dòng)分區(qū)機(jī)理
        4.3.2 非線性響應(yīng)機(jī)理
        4.3.3 附加質(zhì)量
    4.4 流場結(jié)構(gòu)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3729001