fluent案例推薦:卡門渦街

2017-01-12  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)


案例推薦:卡門渦街fluent結(jié)果圖片1



本文系統(tǒng)的對當前圓柱擾流的計算進行了分析,考慮了以下幾種情況:

1)圓柱靜止;

2)僅考慮圓柱振動對流場的影響,考慮單自由度、多自由度;

3)考慮渦激振動的影響,將流體力帶入結(jié)構(gòu)振動本構(gòu)方程進行求解,得到流固耦合的流場情況;

4)利用WB進行fluent與結(jié)構(gòu)軟件的耦合分析,得到渦激振動的流場情況;


本文針對雷諾數(shù)為400的情況進行計算分析,流體介質(zhì)為水,入口流速為0.01m/s,圓柱直徑為0.02m;

流場大小為20D*80D,對中心6D*6D區(qū)域進行加密處理,中心區(qū)域采用四面體網(wǎng)格加邊界層網(wǎng)格;



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計算模型說明




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計算網(wǎng)格


1

中心區(qū)域為固定圓柱時計算結(jié)果展示:



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阻力系數(shù)




案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片5

升力系數(shù)




案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片6


2

考慮圓柱振動對流場的影響

本節(jié)針對結(jié)構(gòu)振動對流場的影響進行分析,考慮了單自由度及兩自由度的振動方式,但沒有考慮流場對結(jié)構(gòu)振動的影響,考慮振動幅度為0.2D,振動頻率與流體渦的生成與脫落頻率基本一致。

a、單自由度模擬,釋放Y方向自由度,結(jié)構(gòu)振動方程不考慮阻尼,

案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片7
其中A=0.2D,f=0.2;


對應的udf為:

#include "udf.h"

#define pi 3.1415926

DEFINE_CG_MOTION(cylinder,dt,vel,omega,time,dtime)

{

real y_cg;

real A=0.004;

vel[1]= 2*A*pi*0.2*cos(2*0.2*pi*time);

vel[0]= 0.0;

vel[2]=0.0;

omega[0]=0.0;

omega[1]=0.0;

omega[2]=0.0;

}


計算結(jié)果如下:


案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片8

阻力系數(shù)




案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片9

升力系數(shù)



案例推薦:卡門渦街fluent圖片10



b、考慮x、y兩個自由度時

兩方向振動方程幅值一致,都為0.2D;頻率一致,都為0.2;對應UDF為:

#include "udf.h"

#define pi 3.1415926

DEFINE_CG_MOTION(cylinder,dt,vel,omega,time,dtime)

{

real y_cg;

real A=0.004;

vel[1]= 2*A*pi*0.2*cos(2*0.2*pi*time);

vel[0]= 2*A*pi*0.2*sin(2*0.2*pi*time);

vel[2]=0.0;

omega[0]=0.0;

omega[1]=0.0;

omega[2]=0.0;

}


計算結(jié)果展示:


案例推薦:卡門渦街fluent圖片11

阻力系數(shù)




案例推薦:卡門渦街fluent圖片12

升力系數(shù)




案例推薦:卡門渦街fluent分析圖片13



作者:steve_zheng


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