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钝体结构倒U形梁气动特性试验和数值研究
  • ISSN号:1005-0930
  • 期刊名称:《应用基础与工程科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V211.41[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023, [2]大连理工大学航空航天学院,辽宁大连116023
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金项目(11172055);中国博士后科学基金资助项目(2012M520618)
中文摘要:

为了探索有效的钝体结构气动特性三维数值分析方法,对钝体结构倒U形梁的气动特性进行了风洞试验和数值模拟研究.通过风洞试验得到与结构气动特性相关的气动力系数和颤振导数.利用二维或三维模型分别对结构的气动特性进行了数值模拟研究,并计算了相关的气动参数.计算过程中基于分块迭代耦合方法考虑流体一固体耦合效应,利用自编程序结合CFX软件实现不同物理场间的数据交换和传递,采用快速有效的网格移动控制算法处理移动边界问题.风洞试验测量和数值计算中均考虑了湍流效应,其中数值计算应用了k-ω剪切应力输运模型和分离涡模型.通过风洞试验测量与数值模拟研究可以发现,钝体结构倒U形梁的气动稳定性较差.对气动参数的计算结果表明,本文的三维数值计算方法可以有效地获取钝体结构的气动参数,在风工程领域具有重要应用价值.

英文摘要:

The aerodynamic characteristic of a blunt body structure named inverse-U shaped beam is investigated with both wind tunnel tests and numerical simulations in order to find an effective three dimensional numerical method. The wind tunnel test was designed and made to measure its aerodynamic force coefficients and flutter derivatives. Then both two dimensional and three dimensional numerical methods were used to investigate its aerodynamic characteristics. The fluid-structure interaction effect was simulated based on a block-iterative coupling method during the simulation process, and data exchange and transfer were achieved with self-developed program combined with CFX software. Also, an efficient mesh control method was taken to solve moving boundary problems. Turbulence flow effect is included by both wind tunnel test and numerical simulations,where k-ω SST turbulent model and DES turbulent model were applied. Both experiment and simulations show that the inverse-U shaped beam has poor aerodynamic stability. The computed results also show that the 3D numerical method presented can obtain aerodynamic parameters of blunt body structures with sharp edges effectively, which has significant potential in wind engineering applications.

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期刊信息
  • 《应用基础与工程科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国自然资源学会
  • 主编:倪晋仁
  • 地址:北京大学环境大楼312室
  • 邮编:100871
  • 邮箱:jbse@iee.pku.edu.cn
  • 电话:010-62753153
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0930
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3242/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:7313