导读:本文包含了绕流柱体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:大涡模拟,波浪型柱体,扭转型柱体,绕流特性
绕流柱体论文文献综述
杨叶飞[1]（2019）在《展向变化柱体的绕流特性及涡动力学研究》一文中研究指出柱体结构的绕流问题一直是流体力学研究中的一个重要方向。近年来柱体结构在工程领域中的应用越来越广泛,在其绕流问题中产生的涡激振动会给结构带来安全隐患,引起疲劳损伤甚至因共振而造成结构破坏。因此,研究柱体的绕流特性进而抑制旋涡脱落引起的振动,具有极大的工程意义与研究价值。本文采用基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,使用CFD开源计算软件OpenFOAM,针对已有研究中提出的两种可以改善气动力特性并抑制涡脱的柱体结构:波浪型柱体(Wavy cylinder)及扭转型柱体(Twisted cylinder),研究其在较低雷诺数下的绕流特性,以及其展向变化产生的多涡系统共存干扰现象,揭示其背后的涡动力学机理,并重点关注展向变化为绕流中产生的各物理量所带来的叁维效应影响。首先,计算两种柱体的气动力系数,与常规光滑圆柱对比分析两种特殊柱体的气动力特性,比较它们对气动力的改善效果。通过对比我们可以看出,在本文设定的低雷诺数及相应柱体尺寸下,波浪型柱体的气动优化效果并不明显,而扭转型柱体的气动力改善效果非常显着。然后,由计算所得的不同雷诺数Re下的斯特劳哈尔数St变化规律,对低雷诺数下的涡脱模式进行分类,分析光滑圆柱绕流中的各种模式在引入展向的复杂结构后产生的新变化。通过分析我们可以得出,两种柱体的展向变化使涡脱模式及其失稳路径都产生了很大的影响,扭转型柱体中还出现了新的涡脱亚模式,这些都明显不同于常规光滑柱体。由此出发我们可以用以促进湍流提前转捩,进行湍流控制。最后,针对得到的各类涡脱模式,分别选取代表性雷诺数比较其涡结构、旋涡发展及脱落、尾流速度剖面等的不同,关注不同模式下的绕流特性及涡动力学机理。通过这些物理量的分析我们可以清楚地看到两类柱体的叁维效应影响,在展向各位置处的平均速度、瞬时涡量都有很大的不同,同时各个物理量又在某些特定工况下沿展向呈现出典型的周期性,说明结构的展向周期性变化在绕流中得到了较好的延续。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
于定勇,赵建豪,黄东燕,钟延超[2]（2018）在《不同倒角半径柱体绕流数值模拟及水动力特性分析》一文中研究指出为研究倒角半径变化对柱体绕流水动力特性的影响,本文使用Fluent软件,采用大涡模拟对雷诺数Re=3 900下的6种不同倒角半径的叁维柱体进行了研究。在模型验证基础上,分析了由方柱渐变到圆柱过程中后方流场速度的时均特性及瞬时涡脱落变化规律,给出了不同倒角半径下的升、阻力系数值及无量纲涡脱频率St数。分析结果表明:平均阻力系数随倒角半径的增加而降低,在倒角半径为0.2D时下降速率最大,相较方柱降幅达到50%;升力系数均方根在倒角半径为0.1D~0.2D时变化最显着,减小约93%; St数随倒角半径增加而增大,在倒角半径为0.4D时可达到最大值;回流区长度随倒角半径的增加呈先增大后减小的趋势,其长度在倒角半径为0.2D时达到最大;尾涡宽度在倒角半径为0.0D最大,后随倒角半径增加逐渐下降,且当倒角半径大于0.2D以后变化不大。本文研究结果可为柱体绕流研究及相关工程应用提供参考。(本文来源于《海洋工程》期刊2018年05期）
谢潇潇,及春宁,John,Williams[3]（2018）在《低雷诺数下不同顶角叁棱柱体绕流受力和尾涡脱落机制》一文中研究指出为研究叁棱柱体绕流特性,采用直接数值模拟方法,对雷诺数为100时顶角为15°~165°的叁棱柱的二维绕流问题进行了数值模拟,并与经典的圆柱绕流进行对比分析。结果表明,随着顶角度数的增大,叁棱柱体受到的时均阻力不断增大,而升力均方值先增大后减小,在顶角为60°时达到最大值(0.31);随着顶角度数的增大,尾涡强度逐渐增大,泄涡频率先增大后减小,在顶角为60°时,泄涡频率最大;前尾涡脱落产生的中心点与鞍点随新尾涡的产生依次消失,而新的尾涡的中心点与鞍点同时逐渐形成。(本文来源于《水电能源科学》期刊2018年06期）
孔祥鑫[4]（2018）在《多因素影响下柱体绕流及其涡激振动特性研究》一文中研究指出柱体绕流是一种常见的物理现象,普遍存在于自然界与工程中。在实际工程应用中,柱体绕流特性受到柱体截面形式、流体流动形态、柱体自身振动等多种因素的影响。同时柱体在流体的作用下,很容易产生涡激振动,造成柱体结构物的疲劳破坏。因此,研究多因素影响下柱体绕流及其涡激振动问题,对于工程设计和优化具有重要的理论以及现实意义,为提出柱体绕流抑振减阻新方法奠定了一定的基础。本文主要工作与研究成果如下:首先对圆形截面、正叁角形截面、矩形截面和正六边形截面,四种不同截面形式柱体的绕流特性以及流场的尾迹特征进行了对比分析。研究发现正叁角形截面、矩形截面和正六边形截面柱体绕流特性与其放置形式有关;正叁角形截面、矩形截面和正六边形截面柱体绕流的分离点较为固定,而圆形截面柱体绕流的分离点是不固定的;四种不同截面形式柱体的旋涡脱落特征和流场运动具有相似性;雷诺数不变时,随着截面棱边数的增加,升力和阻力变大,旋涡脱落周期也变大。然后对不同脉动流条件下柱体绕流进行了数值模拟研究(以圆形截面柱体为例)。通过改变入口处脉动流的脉动频率和脉动振幅,分析了不同脉动流工况下圆柱绕流控制参数和尾涡结构,探讨了脉动频率和脉动振幅对圆柱绕流的影响。研究发现,随着脉动频率和脉动振幅的增加,流场脉动性增强。在脉动流绕流圆柱时,观察到旋涡脱落频率的“锁定”现象。最后研究了在单自由度和双自由度条件下圆柱涡激振动现象。研究发现,柱体处于锁定区间内,旋涡脱落频率被锁定在圆柱固有振动频率上,柱体产生共振;柱体处于非锁定区间内,绕流参数曲线呈现出“拍”现象(高、低频振荡交替出现)。圆柱涡激振动在单自由度条件下,质量比对圆柱横向振幅的影响不明显。在双自由度条件下,质量比相对较小时,圆柱涡激横向振幅会随着质量比的增加逐渐变大;质量比相对较大时,质量比对圆柱涡激横向振幅的影响作用不显着。在质量比相对较小时,必须综合考虑圆柱流向振动和横向振动。当质量比相对较大时,可以忽略圆柱流向振动对系统的影响作用。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2018-04-20）
于定勇,张广成,马朝晖[5]（2016）在《湍流场多柱体绕流形态和水动力特性研究》一文中研究指出为研究间距比对多柱体在湍流场下的互扰效应影响,利用Fluent软件模拟了雷诺数为3 900,柱间距比L/D为1.6~6.0情况下正方形排列四圆柱绕流过程。通过模拟得到了不同间距比下的升、阻力系数值以及涡量图,利用快速傅里叶变换法得到了漩涡脱落频率。结果表明,当柱间距比L/D为1.6~2时,4个圆柱后都没有漩涡脱落,随间距比增加,上游圆柱平均升力系数增大,平均阻力系数减小,下游圆柱平均升、阻力系数减小,斯特鲁哈数增大;当L/D为2~3.5时,随间距比增大,下游圆柱后开始出现漩涡脱落,平均升、阻力系数减小,斯特鲁哈数增大;当L/D为3.5~6时,随间距比增大,四个圆柱后都发生漩涡脱落,上游圆柱平均升、阻力系数减小,下游圆柱平均升力系数减小,平均阻力系数增大,斯特鲁哈数不变。L/D<3.5时互扰效应逐渐增强,L/D>3.5时互扰效应逐渐减弱;考虑到工程安全性和经济性,本文研究成果对于海洋工程设计具有一定的参考价值。(本文来源于《中国海洋大学学报(自然科学版)》期刊2016年06期）
赵西增,付英男,张大可[6]（2016）在《柱体绕流的CIP方法模拟》一文中研究指出柱体绕流和流致振动现象是一个复杂的工程问题,利用自主研发的CIP-ZJU模型,对低雷诺数(Re<300)圆柱和方柱绕流问题开展了数值模拟。模型在直角坐标系统下建立,采用紧致插值曲线CIP方法作为流场的基本求解器离散了Navier-Stokes方程,基于多相流的理论实现流-固耦合同步求解,利用浸入边界方法处理固体边界。模拟结果与文献结果进行比较,二者吻合情况较好。通过引入压力阻力项和摩擦阻力项,分析了Strouhal数、阻力系数、升力系数等参数随雷诺数的变化情况。结果表明,圆柱绕流与方柱绕流在水动力参数的变化规律上存在多处差异。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2016年03期）
付英男[7]（2016）在《基于CIP方法振荡柱体绕流二维数值模拟研究》一文中研究指出柱体绕流是一个复杂的工程问题,它涉及多种科学难题,如紊流、流动分离和涡脱等。准确计算出流体对柱体结构的作用荷载、涡脱频率以及锁定模态,具有重要的科学价值和工程意义。本文以柱体绕流为主要议题,着重研究了流向强迫振荡柱体绕流的水动力特性,其中涉及到主动流动控制和复杂的流固耦合作用,文中也包含了对静止柱体绕流及串列双柱体绕流问题的数值模拟研究。本文所采用的数值模型在笛卡尔直角坐标系里建立,以Navier-Stokes方程和连续性方程为控制方程,通过CIP-ZJU (Constrained Interpolation Profile method in Zhejiang University)差分格式离散对流方程,基于多相流的理论实现流固耦合同步求解,利用浸入边界法处理运动边界。首先对低雷诺数Re(Reynolds Number)下单圆柱和方柱静止绕流进行数值模拟,模拟结果与文献结果进行比较,二者吻合情况较好。通过引入压力阻力项和摩擦阻力项,重点分析Strouhal数、阻力系数、升力系数等参数随雷诺数的变化情况,探讨圆柱和方柱绕流水动力特性的差异。结果表明,在Re≈140时,方柱的分离点由后角点处转移到前角点处,并引起摩擦阻力方向的改变,而圆柱则不存在此现象；方柱绕流中压力阻力项的主导地位要比圆柱绕流中的显着,同时方柱绕流的主波长大于圆柱绕流的主波长。升力的振幅较阻力大一个数量级,且随着Re的增大,方柱振幅的增长速度远大于圆柱。然后,针对振荡柱体绕流建立数学模型,对流向强迫柱体绕流进行数值研究。分析不同振幅、不同振荡频率的振荡柱体绕流的水动力参数规律、涡脱模态以及锁定区间。发现由于振幅和振荡频率的不同,在振荡圆柱绕流和振荡方柱中均可以观察到2T的涡脱模态锁定。当振荡频率处在锁定域内时,升力系数随柱体的振荡运动具有明显的相位锁定,且升力系数和阻力系数均在锁定域内取得极大值。串列双柱体静止绕流的水动力特性相比单柱体静止绕流更加复杂。通过对Re=100,间距比s=L/D=1.5-7.0(L是柱体中心间的距离)的串列双圆柱和双方柱绕流的数值模拟研究,探讨间距对于流场的影响。上下游柱体的涡脱频率相同,且与串列双圆柱绕流相比,串列双方柱绕流的临界距离相对较大。当柱体间距L达到临界距离Lc时,水动力参数将发生跳跃。最后,对Re=100,间距比s=L/D=2.0,串列双圆柱振荡绕流的水动力特性进行数值研究。着重分析上下游柱体升力系数的频谱特性及涡脱模态。研究表明频谱由多个峰值组成：串列双圆柱静止绕流的涡脱频率f0,圆柱的振荡频率fd,谐波频,分数谐波频以及所有上述频率的总和。结果观察到的涡脱S模态与单圆柱振荡绕流相似,同时在锁定域内观察到了2P模态。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-01-01）
李现今,杨国伟[8]（2013）在《Cartesian网格结合无网格法处理的二维柱体绕流及动边界问题数值模拟》一文中研究指出发展了基于四叉树数据结构的网格生成和二维流动的N-S方程数值求解器及动边界问题的Euler方程求解方法。采用压力梯度或者密度梯度的绝对值作为网格自适应的控制参量,同时采用基于最小二乘法的无网格方法处理对于一般Cartesian网格难于处理的物面边界条件。采取了绕方柱流动和绕圆柱流动的经典算例对所发展的方法进行了验证。计算的结果验证了所发展的方法在处理绕流流动时的合理性和有效性。采用Naca0012翼型的几种工况验证了所发展的动网格技术在处理无粘流动的合理性和可行性。从而为数值模拟具有复杂几何外形的流动提供了一种网格布局合理、高效,边界处理简单易行的新思路。(本文来源于《振动与冲击》期刊2013年08期）
徐明[9]（2013）在《微通道内柱体绕流流场的可视化研究》一文中研究指出显微粒子图像测速技术是在传统PIV技术的基础上发展起来的对微尺度流动的全场测量的技术，它突破了单点测量的限制，实现了非接触、高精度的微流体瞬态速度场测量。本文对该技术进行了发展，并针对微通道内微柱体绕流过程进行了定量可视化实验研究。首先，开展了基于低密度粒子图像的微流体粒子图像测速技术的研究，包括背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理，能够获得高质量的低密度荧光示踪粒子图像。在此基础上对粒子图像进行迭加处理，得到较高密度的粒子图像以满足互相关算法。利用低密度粒子迭加方法对长直微通道内不同流层平面的二维速度场进行了测量，将测量结果迭放到一起实现了全场叁维二分量（3D2C）速度场测量。结果表明：通过图像迭加法得到的速度场分布是符合流动规律，所构建的叁维流场能准确的反映内流流场特征。然后，将低密度粒子图像迭加法应用于微通道内叁种圆柱阵列绕流流场的测量，获得了柱群绕流流场的3D2C速度场。速度场呈现对称绕流结构，符合预期的微柱群绕流流场特征。将该速度场与基于高浓度粒子图像平均相关技术测量的速度场进行了比较，结果表明：不同输入流量下，两者截面实测流量趋于一致；由于低密度迭加方法能够有效地去除背景噪声，所获壁面附近的速度明显小于高浓度测量结果，较好地满足了无滑移条件。由此可见，低粒子浓度迭加方法能够有效提高Micro-PIV速度场的测量精度。本文最后对较高雷诺数下的短粗圆柱绕流过程进行了可视化测量，分别对单圆柱、顺排双圆柱以及并排双圆柱尾迹的变化情况进行了分析。实验中雷诺数取为60~500之间。对于单圆柱，当雷诺数小于100时，绕流流场呈现出对称分布状态。当雷诺数高于100时，尾流出现两个对称的涡结构，随着雷诺数增大，沿流动方向涡的尺度逐渐被拉长，虽未见明显的涡脱落现象，但尾迹呈现出非定常流动的特征；对于顺排双圆柱，当雷诺数达到180的时候，圆柱之间出现了对称涡结构，雷诺数达到260尾流出现非对称涡结构；对于并排双圆柱，当雷诺数达到140时，双圆柱外侧出现一对驻涡结构，而在180时，圆柱内侧也出现明显涡结构，当雷诺数超过300以后，双圆柱尾迹呈现非对称分布现象。(本文来源于《中国计量学院》期刊2013-03-01）
李现今,郑洪伟,杨国伟[10]（2012）在《柱体绕流的自适应数值模拟方法》一文中研究指出发展了基于四叉树数据结构的网格生成和流动的Navier-Stokes方程数值求解器。采用压力梯度或者密度梯度的绝对值作为网格自适应的控制参量,同时采用基于最小二乘法的无网格方法处理对于一般Cartesian网格难于处理的物面边界条件。采取了绕方柱流动和绕圆柱流动的经典二维定常和非定常层流算例对所发展的方法进行了验证。计算的结果验证了所发展的方法在处理绕流流动时的合理性和有效性。从而也为将来数值模拟具有较复杂几何外形的流动提供了一种网格布局合理、高效,边界处理简单易行的新思路。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2012年14期）
绕流柱体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为研究倒角半径变化对柱体绕流水动力特性的影响,本文使用Fluent软件,采用大涡模拟对雷诺数Re=3 900下的6种不同倒角半径的叁维柱体进行了研究。在模型验证基础上,分析了由方柱渐变到圆柱过程中后方流场速度的时均特性及瞬时涡脱落变化规律,给出了不同倒角半径下的升、阻力系数值及无量纲涡脱频率St数。分析结果表明:平均阻力系数随倒角半径的增加而降低,在倒角半径为0.2D时下降速率最大,相较方柱降幅达到50%;升力系数均方根在倒角半径为0.1D~0.2D时变化最显着,减小约93%; St数随倒角半径增加而增大,在倒角半径为0.4D时可达到最大值;回流区长度随倒角半径的增加呈先增大后减小的趋势,其长度在倒角半径为0.2D时达到最大;尾涡宽度在倒角半径为0.0D最大,后随倒角半径增加逐渐下降,且当倒角半径大于0.2D以后变化不大。本文研究结果可为柱体绕流研究及相关工程应用提供参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
绕流柱体论文参考文献
[1].杨叶飞.展向变化柱体的绕流特性及涡动力学研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].于定勇,赵建豪,黄东燕,钟延超.不同倒角半径柱体绕流数值模拟及水动力特性分析[J].海洋工程.2018
[3].谢潇潇,及春宁,John,Williams.低雷诺数下不同顶角叁棱柱体绕流受力和尾涡脱落机制[J].水电能源科学.2018
[4].孔祥鑫.多因素影响下柱体绕流及其涡激振动特性研究[D].青岛科技大学.2018
[5].于定勇,张广成,马朝晖.湍流场多柱体绕流形态和水动力特性研究[J].中国海洋大学学报(自然科学版).2016
[6].赵西增,付英男,张大可.柱体绕流的CIP方法模拟[J].哈尔滨工程大学学报.2016
[7].付英男.基于CIP方法振荡柱体绕流二维数值模拟研究[D].浙江大学.2016
[8].李现今,杨国伟.Cartesian网格结合无网格法处理的二维柱体绕流及动边界问题数值模拟[J].振动与冲击.2013
[9].徐明.微通道内柱体绕流流场的可视化研究[D].中国计量学院.2013
[10].李现今,郑洪伟,杨国伟.柱体绕流的自适应数值模拟方法[J].科学技术与工程.2012