考虑涡泄模式的低质量比圆柱涡激运动数值模拟

本文与经典实验进行对比,对二维圆柱在不同来流速度下的涡激运动进行研究。将运动系统简化为质量(m)-弹簧(k)-阻尼(ζ)系统,分析浮式圆柱运动的控制方程并通过4阶Runge-Kutta法求解运动微分方程,借助UDF编程嵌入到Fluent求解器中进行求解,结合动网格技术实现流固耦合,对比Jauvtis和Williamson的经典实验以验证数值模拟的可靠性,再现了SS,2S,2T和2P的涡泄模式。虽得到了与Jauvtis和Williamson物理模型实验相近的一些典型结果,没有做更进一-步的研究,但通过实验数据与数值模拟的对比,能够区别研究相同质量比下其他不同参数对涡激运动特性的影响。对m^(*)=1的浮式圆柱与低质量比圆柱m^(*)-2.6进行涡激运动数值模拟研究对比,发现不同约化速度下对运动频率、涡泄模型等涡激运动特性均有不同程度的影响。

风浪流联合发电装置涡激振动数值模拟研究

使用Fluent模拟风浪流联合发电装置的水动力特性。利用UDF和动网格技术实现圆柱振子的流固耦合模拟,分析圆柱振子的涡激振动特性。首先,从受力、运动频率、幅值、轨迹、升阻力系数等5个方面分析风浪流联合发电装置圆柱振子的涡激振动特性;其次,通过对圆柱绕流、强迫运动、单向涡激振动、双向涡激振动等多种运动形态的对比,研究风浪流联合发电装置圆柱振子的涡泄模式。最后通过与J&W的经典实验对比,证明该模拟的准确性。研究表明:单向涡激振动时,振子阻力系数的平均值和均方差均呈先增加后减少的趋势,且在约化速度为5.53~9.51时发生锁定现象;与圆柱振子绕流相比,单向涡激振动的频率比随约化速度的增加而增大,且在锁定区间保持稳定,约为1;来流速度选取锁定区间内流速时,单向或双向涡激振动的尾涡形式由2S模式转变为SS模式。