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二维圆柱涡激振动的数值模拟
  • ISSN号:1005-9865
  • 期刊名称:海洋工程
  • 时间:0
  • 页码:517-524
  • 语言:中文
  • 分类:O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150090
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50538050)
  • 相关项目:大型结构与特殊环境动力相互作用的数值试验
中文摘要:

采用动网格的动态层铺模型和滑移网格模型以及用户自定义接口编程,将计算结构响应的Newmark-β代码嵌入FLU-ENT软件,建立了2D圆柱横流向涡激振动(VIV)的计算模型。在雷诺数6×10^3~2×10^4或对应的约化速度Vr=3~10范围内,结合k-ω湍流模型,并且以静止圆柱为初始状态,首先计算了质量比m^*=12.8、255.5和结构阻尼比ζ=0.0%、0.5%几种情况下圆柱的VIV。通过与经典的Feng-type图示比较发现,在小“组合参数”(m^* ζ)情况下,计算结果与实验的“初始”支和最大响应吻合较好,同时观察到“初始”支与“下”支之间的“跳跃”现象。通过另外两组工况的计算发现,m^*与ζ对圆柱振幅的影响不同,前者是完全非线性的,而后者几乎是线性的。

英文摘要:

By combining the sliding mesh and dynamic layering model and by embedding Newmark-β codes for solving structural dynamics into FLUENT through the interface User Define Function, this paper presents a VIV-simulation model. Reynolds numbers are assumed in the range of 6×10^3~2×10^4, and the corresponding reduced velocities ( Vr( Vr = U/fNwater D, where U is the velocity of inflow, fNwater is the natural frequency of structure in water, D is the diameter of circular cylinder) vary from 3 to 10. k - ω SST (shear-stress-transport) model is applied to take the turbulence into account at large Re number. For a initially resting circular cylinder at each computational case, four groups of cases (nondimensional mass m^* = 12.8,255.5 and structural damping ratio ζ = 0.0% ,0.5% ) are computed, and it is found by comparing the classical Feng-type plots that the "initial" branch and the max of amplitude A within lock-in range in this study collapse well with the experimental data at low combined parameter m^* ζ, and the "jump" phenomena between the "initial" and "lower" branches are observed. Moreover, two groups of cases are computed, and the results reveal that the relation between ζ and A is nonlinear, but that between ζ and A is nearly linear.

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期刊信息
  • 《海洋工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国海洋学会
  • 主编:窦希萍
  • 地址:南京市虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:oe@njhri.cn
  • 电话:025-85829332
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9865
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1423/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6163