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基于浸没边界和格子玻尔兹曼的流固耦合算法

发布时间:2018-01-04 02:01

  本文关键词:基于浸没边界和格子玻尔兹曼的流固耦合算法 出处:《华中科技大学学报(自然科学版)》2015年01期  论文类型:期刊论文


  更多相关文章: 流固耦合 大涡模拟 浸没边界 驰振 颤振


【摘要】:为将格子玻尔兹曼方法(LBM)用于土木工程结构的气动弹性计算,提出了一种基于浸没边界-格子玻尔兹曼(IB-LB)方法的流固耦合算法.该算法在多松弛时间格式的格子玻尔兹曼框架下构造大涡模拟作为流场求解器;采用龙格-库塔法求解结构运动方程.为满足流固耦合面的无滑移性并提高算法的计算精度,采用一种迭代格式的浸没边界实施流固耦合面的数据交换.基于流固耦合算法编制分析程序对矩形断面的横向风振和福斯桥的颤振等气动弹性问题进行了模拟.与现有试验及数值结论的对比分析表明:本文算法可以较准确地预测矩形断面的涡振锁定风速、驰振临界风速及福斯桥的颤振临界风速.
[Abstract]:In order to apply the lattice Boltzmann method (LBM) to the Aeroelastic calculation of civil engineering structures. A fluid-solid coupling algorithm based on immersed boundary lattice Boltzmann (IB-LB) method is proposed, in which a large eddy simulation is constructed under the lattice Boltzmann framework with multiple relaxation time schemes as a flow field solver. The Runge-Kutta method is used to solve the equations of motion of the structure in order to satisfy the non-slip property of the fluid-solid coupling surface and to improve the accuracy of the algorithm. Based on the fluid-solid coupling algorithm, the Aeroelastic problems such as transverse wind vibration of rectangular section and flutter of Foss bridge are simulated by using an iterative scheme of immersion boundary to implement the data exchange of fluid-solid coupling surface. The comparison and analysis with the existing experiments and numerical results show that:. This algorithm can accurately predict the vortex locking wind speed of rectangular section. The critical velocity of galloping and flutter of Foss Bridge.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学土木工程学院;
【基金】:国家国际科技合作专项资助项目(2011DFA21460) 国家高技术研究发展计划资助项目(2008AA11Z104)
【分类号】:TU352.2
【正文快照】: 随着大跨桥梁、高层建筑等结构物向着更长、更高的趋势发展及大量轻质低阻尼建筑材料的出现,结构的刚度和阻尼越来越小,气动弹性问题越来越突出,结构抗风逐渐成为土木工程学研究的热点问题[1-2].近年来不少学者如Dettmer[1],Braun[2]和Hallak[3]等通过构造流固耦合算法来研究

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本文编号:1376536

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