基于Overset网格的圆柱涡激振动特性研究

涡激振动广泛存在于海洋工程中。柱体是典型的绕流钝体,柱体涡激振动的数值模拟关键在于网格的质量。结构化网格或非结构化网格在处理较大振幅时,往往由于网格畸变导致负网格的出现,从而影响模拟的准确性。本文基于Overset这一动网格技术,对二维弹性柱体的横向涡激振动特性进行研究。结果表明:阻尼比对响应振幅的影响具有趋势一致性,在较小的范围内增加或降低柱体的振幅水平;质量比对响应振幅的影响更大,质量比越高,其对应的振幅越低,并能显著减小锁振区间;不同质量比及约化速度下,柱体的升阻力系数变化较大,且能捕捉到典型的拍级相位差现象。

基于VOF方法和DFBI模型的溃坝水流数值模拟

为了评价在溃坝冲击效应问题中流体体积函数(VOF)方法与流体–刚体相互作用(DFBI)模型结合的适用性,本文开展了挡板溃坝的高速可视化实验。观测了液位变化及挡板摆角变化,结合Overset网格技术,对挡板溃坝问题开展了计算流体力学(CFD)数值模拟。在验证分析中,比较了不同初始液位条件下实验和数值模拟得到的溃坝最高液位和挡板摆角的变化。结果表明,VOF方法结合DFBI模型能够较好处理溃坝冲击效应问题。