基于格子玻尔兹曼法的圆柱尾涡射流控制研究
发布时间：2022-01-07 22:33
流体流经柱体结构时产生交替泄涡,当泄涡频率接近结构固有频率时,易引发柱体共振从而造成结构破坏,因此研究圆柱泄涡抑制问题具有研究意义。圆柱绕流问题机理复杂、牵涉诸多流体问题,现有计算流体力学尚不能完美模拟这一现象。格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）是一种根据分子动理论,使用简化的动力学模型Boltzmann方程,以许多离散格子为计算节点,通过对粒子统计平均获得宏观物理量来模拟流体的新兴数值方法。由于LBM相比传统计算流体力学方法,拥有物理模型更本质、边界处理简便、易于大规模并行等优势,所以近些年受到热捧。因为LBM在海洋工程领域的使用尚不算多,所以探索LBM在海洋工程领域的应用是个很有意义课题。本文将使用Fortran语言编写基于格子玻尔兹曼法的程序,并应用到射流抑制圆柱泄涡问题的研究,并根据数值模拟结果,分析前、后驻点射流对圆柱尾涡发放的影响及规律。本文主要工作及内容:（1）提出一种多块网格的粗细网格交界结构优化处理方案,解决原方案程序结构复杂、内存占用浪费、易于积累插值误差的问题。（2）根据多松弛格子玻尔兹曼法,设计程序结构、编写基础流场程序...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆柱结构在生产生活中的应用
哈尔滨工程大学硕士学位论文荡现象，从而导致桥梁结构的疲劳、损坏甚至断裂，进而造成无法估量的巨大财产损失。1940 年 11 月，在美国华盛顿州发生塔科马海峡吊桥崩塌事件。1965 年 11 月，在英国西约克郡费里布里奇发生电站冷却塔倒塌事件。这两起事件都由于大风吹过柱状结构时产生了卡门涡街，引起柱体共振从而造成结构破坏的。这两起事件造成的巨大生命财产损失为我们敲响了防范这类现象的警钟。
2.1 二维九速度(D2Q9)格子模121 1 4 2 1) ],sin[ ( 1) ]), 1,3,( 5) ],sin[ ( 5) i ii i t是时间间隔，c x t粒子离散速度的权系数，4 9, 01 9, 1,3,5,71 36, 2,4,6,8iiiiii 行时间和空间层离散，可兹曼方程碰撞迁移过程，可8))和迁移方程(即式(2-9)1, ) ( , ) [ ( , ) eqi i t f x t f x t
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合大涡模拟的格子玻尔兹曼方法模拟高雷诺数流动[J]. 刘祖斌,赵鹏. 船舶力学. 2015(05)
[2]喷射方法对尾流旋涡脱落的抑制[J]. 程东旭,邵传平. 中国计量学院学报. 2014(04)
[3]任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法[J]. 史冬岩,王志凯,张阿漫. 物理学报. 2014(07)
[4]一种模拟气液两相流的格子波尔兹曼改进模型[J]. 史冬岩,王志凯,张阿漫. 力学学报. 2014(02)
[5]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)
[6]翼型超低雷诺数气动特性研究[J]. 王龙,宋文萍. 西北工业大学学报. 2011(02)
[7]Performance Investigation of 2D Lattice Boltzmann Simulation of Forces on a Circular Cylinder[J]. 陈同庆,张庆河,程亮. Transactions of Tianjin University. 2010(06)
[8]湍流数值模拟方法及其特点分析[J]. 路明,孙西欢,李彦军,范志高. 河北建筑科技学院学报. 2006(02)
[9]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)
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]OpenMP编译与优化技术研究[D]. 陈永健.清华大学 2004
硕士论文
[1]格子波尔兹曼方法在计算流体力学中的应用研究[D]. 陶实.大连理工大学 2013
本文编号：3575391
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆柱结构在生产生活中的应用
哈尔滨工程大学硕士学位论文荡现象，从而导致桥梁结构的疲劳、损坏甚至断裂，进而造成无法估量的巨大财产损失。1940 年 11 月，在美国华盛顿州发生塔科马海峡吊桥崩塌事件。1965 年 11 月，在英国西约克郡费里布里奇发生电站冷却塔倒塌事件。这两起事件都由于大风吹过柱状结构时产生了卡门涡街，引起柱体共振从而造成结构破坏的。这两起事件造成的巨大生命财产损失为我们敲响了防范这类现象的警钟。
2.1 二维九速度(D2Q9)格子模121 1 4 2 1) ],sin[ ( 1) ]), 1,3,( 5) ],sin[ ( 5) i ii i t是时间间隔，c x t粒子离散速度的权系数，4 9, 01 9, 1,3,5,71 36, 2,4,6,8iiiiii 行时间和空间层离散，可兹曼方程碰撞迁移过程，可8))和迁移方程(即式(2-9)1, ) ( , ) [ ( , ) eqi i t f x t f x t
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合大涡模拟的格子玻尔兹曼方法模拟高雷诺数流动[J]. 刘祖斌,赵鹏. 船舶力学. 2015(05)
[2]喷射方法对尾流旋涡脱落的抑制[J]. 程东旭,邵传平. 中国计量学院学报. 2014(04)
[3]任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法[J]. 史冬岩,王志凯,张阿漫. 物理学报. 2014(07)
[4]一种模拟气液两相流的格子波尔兹曼改进模型[J]. 史冬岩,王志凯,张阿漫. 力学学报. 2014(02)
[5]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)
[6]翼型超低雷诺数气动特性研究[J]. 王龙,宋文萍. 西北工业大学学报. 2011(02)
[7]Performance Investigation of 2D Lattice Boltzmann Simulation of Forces on a Circular Cylinder[J]. 陈同庆,张庆河,程亮. Transactions of Tianjin University. 2010(06)
[8]湍流数值模拟方法及其特点分析[J]. 路明,孙西欢,李彦军,范志高. 河北建筑科技学院学报. 2006(02)
[9]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)
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]OpenMP编译与优化技术研究[D]. 陈永健.清华大学 2004
硕士论文
[1]格子波尔兹曼方法在计算流体力学中的应用研究[D]. 陶实.大连理工大学 2013
本文编号：3575391
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3575391.html
