风沙两相流绕圆柱工程结构的数值模拟

发布时间：2023-02-08 10:25

　　近年来,随着全球生态环境的不断变化,沙尘天气在我国北方的甘肃、新疆、内蒙古各省时有发生,对当地的环境造成了极大的破坏,严重的影响着当地人们的生产和生活。并且当风沙流经过建筑工程结构时,会对这些结构的受力情况造成一定的影响,这将会直接影响到工程结构使用的安全性。因此,对于风沙环境下工程结构的受力研究就显得十分重要。圆柱工程结构在日常生活中十分常见,前人对于圆柱结构的研究也不在少数。但是对于风沙环境中圆柱工程结构受力情况的研究却很少。因此,本文选用大型商用软件ANSYS-Fluent对风沙环境中圆柱结构所受到的压力和阻力进行了模拟研究,并对周围的流场分布进行了分析说明,所得结果对工程实际应用具有一定的参考价值。本文的主要研究内容如下:1.首先,综述了国内外在风工程以及圆柱绕流方面所取得的研究成果,并对模拟计算中常用的湍流模型进行了分析比较,确定了本文所要选用的湍流模型和数值方法。然后,通过对前人研究的单圆柱和串列双圆柱绕流问题进行模拟分析,验证了本文研究论证的可靠性。2.通过改变选用不同颗粒粒径和体积分数的沙粒相,以及改变双圆柱模型的间距比,对单圆柱和串列双圆柱结构进行了风沙两相流环境下的...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 风工程的研究现状
        1.2.1 风工程研究现状
        1.2.2 风沙流研究现状
        1.2.3 风沙环境下建筑物绕流研究现状
    1.3 圆柱绕流的研究现状
        1.3.1 单圆柱体绕流研究现状
        1.3.2 双圆柱体绕流研究现状
    1.4 研究内容简介
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究内容的创新点
第二章 模拟计算的方法与理论
    2.1 模拟软件简介
    2.2 流体运动基本控制方程简介
        2.2.1 流体连续性方程
        2.2.2 流体运动方程
        2.2.3 流体能量方程
    2.3 流体计算湍流模型简介
        2.3.1 标准化k-ω湍流模型
        2.3.2 剪切力传输(SST)k-ω湍流模型
    2.4 流体计算多相流模型简介
        2.4.1 欧拉-欧拉计算模型简介
        2.4.2 欧拉-拉格朗日计算模型简介
    2.5 本章小结
第三章 数值模型的可靠性验证
    3.1 单圆柱的模拟计算验证及结果讨论
    3.2 双圆柱的模拟计算验证及结果讨论
    3.3 不同间距下双圆柱模型的模拟验证
    3.4 本章小结
第四章 单圆柱模型含沙流场的模拟计算
    4.1 模拟计算的基本设置
    4.2 含沙流场中模型计算的可靠性分析
    4.3 不同条件下含沙流场的流场特性分析
    4.4 不同条件下单圆柱表面压力系数分析
        4.4.1 不同颗粒粒径对单圆柱表面压力系数的影响
        4.4.2 不同沙粒相体积分数对单圆柱表面压力系数的影响
    4.5 不同条件下单圆柱流场阻力系数分析
        4.5.1 不同颗粒粒径对单圆柱流场阻力系数的影响
        4.5.2 不同沙粒相体积分数对单圆柱流场阻力系数的影响
    4.6 本章小结
第五章 双圆柱模型含沙流场的模拟计算
    5.1 不同条件下含沙流场的流场特性分析
    5.2 不同条件下双圆柱表面压力系数分析
        5.2.1 不同颗粒粒径对双圆柱表面压力系数的影响
        5.2.2 不同沙粒相体积分数对双圆柱表面压力系数的影响
        5.2.3 不同间距比L/D对双圆柱表面压力系数的影响
    5.3 不同条件下双圆柱表面阻力系数分析
        5.3.1 不同颗粒粒径对双圆柱流场阻力系数的影响
        5.3.2 不同沙粒相体积分数对双圆柱流场阻力系数的影响
        5.3.3 不同间距比L/D对双圆柱流场阻力系数的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3737839