有自由液面的圆柱结构泄涡抑制方法研究

发布时间：2021-01-15 14:24

　　自由液面的运动现象广泛地存在于海洋工程、桥梁工程及船舶工程等工程领域,如海洋结构物中SPAR平台、海洋立管、TLP平台、半潜平台、水面舰船、桥墩等结构。这类结构物经常遭受到流载荷、风载荷的作用,不仅在流场中存在复杂的分离现象,在水气交界面处还存在着明显的波浪爬升与降低、空气的吸入与气泡的溃灭现象,这使得具有自由液面的结构物的水动力特性研究具有很大的挑战。对于具有自由液面的圆柱型结构而言,水气两相的自由液面运动和复杂的湍流旋涡发放两者的相互作用,使得其水动力问题的求解难度增加,由此所诱发的涡激振动问题也更为复杂。本研究隶属于国家自然基金项目（代码:11472087）,开展具有自由液面的圆柱泄涡抑制研究,首先采用物理实验观测自由液面运动规律,然后在OpenFOAM中编译修正的湍流模型来进行数值预报方法的研究,将数值预报结果与物理实验对比,验证数值预报方法的准确性,使用数值预报探索性的研究具有自由液面的圆柱结构的绕流特性,进而分析在不同Fr下,具有自由液面圆柱结构的水动力特性;在此基础上开展研究抑制板位置对液面运动影响、对具有自由液面的圆柱结构水动力特性陡变的抑制效果,给出抑制板对水动力参数... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

具有自由液面的柱型结构物

图 2.1 雷诺平均法结构标准 k ε模型的修正 k ε 模型由 Spalding 和 Launder[51]。于 1972 年提出的二方程模型，率 ε 这一参数，标准 k ε 模型是当前应用最为广泛的一种二方程湍流中湍动能k 能反映特征速度，湍流动能耗散率 能反映特征尺度。的传输方程为：2( )3jii j t ijj iUUu u kx x 2tkC 壁面粘度，k 为湍动能， 为湍流动能耗散率，ij 为克洛内克符号。

图 2.2 网格模型本文针对 4 种对流项差分格式，提出了 5 组合方案，保持其他计算初始条件和边界条件不变，根据计算结果选择最佳的对流项离散格式，选用的差分格式如表 2.4 所示，对 U、k、ε 的对流项离散格式的设置方案如表 2.5 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋列板及整流罩涡激抑制效果的ADINA-FSI分析[J]. 吴玉成,吴实渊.  中国石油和化工标准与质量. 2013(07)
[2]尾部喷射对流向振荡柱体尾流旋涡脱落的抑制[J]. 陈野军,邵传平.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(04)
[3]中等雷诺数圆柱尾流旋涡脱落的控制[J]. 邵传平,鄂学全,魏庆鼎,朱凤荣.  力学学报. 2002(04)
[4]巴西P—36平台沉没事故[J]. 李士安.  劳动保护. 2001(06)

博士论文
[1]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
[2]大涡模拟滤波网格尺度研究及其应用[D]. 戴正元.上海交通大学 2007



本文编号：2979025