当前位置:主页 > 科技论文 > 力学论文 >

孔腔脉动压力及其波数—频率谱的大涡模拟研究

发布时间:2018-08-11 15:06
【摘要】:孔腔流动中包含着流动分离和失稳以及涡旋相互干扰等复杂的流动现象。孔腔涡旋流动引起的流体振荡能够引起脉动压力的显著增加从而产生强烈的噪声,在工程实际中备受关注。湍流脉动压力是流激噪声的重要来源,也是湍流研究中的基础性问题,对其进行数值计算研究是流声耦合领域的重要内容,而湍流脉动压力波数—频率谱的构建更是该领域的技术难点。文章采用大涡模拟方法(LES)对孔腔脉动压力进行了数值模拟,考察了四套网格和四种亚格子应力模型对计算结果的影响,并与试验结果进行比较,验证数值计算方法的可靠性。首先采用大涡模拟方法计算了孔腔的脉动压力,并与中国船舶科学研究中心的空泡水筒试验结果进行对比分析。接着详细地分析孔腔脉动压力,研究亚格子应力模型和网格数量对计算结果的影响。最后,对数值计算得到的脉动压力多元阵列结果进行时间/空间Fourier变换,构建了三维脉动压力波数-频率谱。该文工作对今后流激结构振动噪声的预报和流动控制研究奠定了基础。
[Abstract]:The flow in a cavity contains complex flow phenomena such as separation and instability of flow and vortex interaction. The fluid oscillation caused by the vortex flow in the cavity can cause a significant increase in the pulsating pressure resulting in a strong noise which has attracted much attention in engineering practice. Turbulent fluctuating pressure is an important source of fluid-induced noise and a basic problem in turbulent research. Numerical calculation is an important content in the field of fluid-acoustic coupling. The construction of wave number-frequency spectrum of turbulent fluctuating pressure is a technical difficulty in this field. In this paper, the large eddy simulation method (LES) is used to simulate the fluctuating pressure of the cavity. The effects of four sets of meshes and four sublattice stress models on the calculation results are investigated, and the results are compared with the experimental results to verify the reliability of the numerical method. The pulsating pressure of the cavity is calculated by using the large eddy simulation method, and the results are compared with the experimental results of the cavitation cylinder of the China Shipbuilding Science Research Center. The influence of the sublattice stress model and the number of meshes on the calculation results is studied in detail. Finally, the time-space Fourier transform is applied to the numerical results of the multivariate array of pulsating pressure, and the three-dimensional fluctuating pressure wavenumber frequency spectrum is constructed. The work in this paper lays a foundation for the prediction of vibration and noise of fluid-excited structures and the study of flow control in the future.
【作者单位】: 中国船舶科学研究中心水动力重点实验室;
【分类号】:O357.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张力霆,齐清兰;固体边壁上点面脉动压力转换的数学推导[J];数学的实践与认识;2003年10期

2 樊洪明,何钟怡,王小华;弯曲管段内流动的大涡模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2001年01期

3 王玲玲;大涡模拟理论及其应用综述[J];河海大学学报(自然科学版);2004年03期

4 辛宝玉;席光;;显式滤波大涡模拟算法[J];西安交通大学学报;2006年07期

5 席光;辛宝玉;;四阶精度显式滤波大涡模拟方法研究[J];工程热物理学报;2007年S1期

6 杨小龙;符松;;速度估计模型在大涡模拟中的应用[J];计算力学学报;2007年06期

7 张楠;刘凯;陆利蓬;袁湘江;;基于相干结构的大涡模拟壁面模型[J];北京航空航天大学学报;2008年01期

8 杨小龙;;热力羽流的大涡模拟[J];湖南大学学报(自然科学版);2008年07期

9 李雪松;徐建中;顾春伟;;预处理方法与大涡模拟工程应用[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2009年01期

10 容志建;许传炬;;谱消去黏性谱元法大涡模拟[J];力学学报;2009年02期

相关会议论文 前10条

1 王钦亭;尚新春;;弹性孔腔内液体与弹性体应力耦合研究[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年

2 张健;何国威;陆利蓬;;条件滤波大涡模拟中亚格子模型的数值研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

3 崔桂香;张兆顺;;城市大气微环境的多尺度大涡模拟研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

4 张楠;沈泓萃;姚惠之;马丽君;;水下航行体壁面脉动压力的大涡模拟研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

5 宫伟力;张德祥;布何;刘达;;大涡模拟理论综述及示例解析[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年

6 夏振华;史一蓬;肖左利;陈十一;;约束大涡模拟方法在分离流中的应用[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年

7 史一蓬;肖左利;夏振华;王建春;江舟;洪仁楷;张日葵;陈十一;;约束大涡模拟方法的进展[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

8 岳蕾;张志国;蒋奉兼;;圆球绕流的大涡模拟分析研究[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(上册)[C];2012年

9 李廷秋;张华;常杏;方田;;大涡模拟风浪流下沉管周围流场变化[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(上册)[C];2012年

10 胡宁;刘欢;佘振苏;;大涡模拟模型对湍流结构系综的效应研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年

相关博士学位论文 前6条

1 张斌;大涡模拟滤波网格分析及网格自适应控制研究与应用[D];上海交通大学;2011年

2 陈晓春;基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D];西安建筑科技大学;2004年

3 李雪松;基于可压缩流方法的大涡模拟及其工程化应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年

4 孙小波;可压缩剪切湍流的直接模拟和大涡模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年

5 邓小兵;不可压缩湍流大涡模拟研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2008年

6 潘徐杰;基于大涡模拟的移动粒子半隐式法研究及其应用[D];上海交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 张yN;基于OpenFOAM的可压缩流动与传热大涡模拟数值研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 刘霞;城市下垫面微模型中颗粒弥散行为研究[D];河南大学;2015年

3 黄长久;基于大涡模拟的圆柱绕流水动力特性分析[D];西华大学;2016年

4 梁家健;高雷诺数下空腔的大涡模拟[D];华中科技大学;2016年

5 刘晓军;大涡模拟后台阶湍流流动及流场中颗粒的弥散[D];兰州大学;2009年

6 苏松松;脉动压力下飞行器结构响应及相关断裂问题研究[D];南京航空航天大学;2012年

7 朱凤琦;低雷诺数条件下可压缩槽道湍流的大涡模拟[D];哈尔滨工业大学;2012年

8 冯伟斌;基于湍流自相似结构的大涡模拟算法设计[D];北京大学;2005年

9 郭大为;带壁面抽吸的槽道湍流大涡模拟[D];天津大学;2005年

10 翟树成;基于TR-PIV湍流场测试的流动噪声探索研究[D];中国舰船研究院;2011年



本文编号:2177354

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/2177354.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a4f75***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com