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2017-01-13 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
本文系統(tǒng)的對(duì)當(dāng)前圓柱擾流的計(jì)算進(jìn)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(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響,考慮單自由度、多自由度;
3)考慮渦激振動(dòng)的影響,將流體力帶入結(jié)構(gòu)振動(dòng)本構(gòu)方程進(jìn)行求解,得到流固耦合的流場(chǎng)情況;
4)利用WB進(jìn)行fluent與結(jié)構(gòu)軟件的耦合分析,得到渦激振動(dòng)的流場(chǎng)情況;
由于計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng),今天僅對(duì)前兩種情況計(jì)算結(jié)果進(jìn)行展示,后續(xù)情況會(huì)陸續(xù)更新
本文針對(duì)雷諾數(shù)為400的情況進(jìn)行計(jì)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(chǎng)大小為20D*80D,對(duì)中心6D*6D區(qū)域進(jìn)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;
計(jì)算模型說(shuō)明
計(jì)算網(wǎng)格
1)中心區(qū)域?yàn)楣潭▓A柱時(shí)計(jì)算結(jié)果展示:
阻力系數(shù)
升力系數(shù)
2)考慮圓柱振動(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響
本節(jié)針對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響進(jìn)行分析,考慮了單自由度及兩自由度的振動(dòng)方式,但沒有考慮流場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響,考慮振動(dòng)幅度為0.2D,振動(dòng)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(dòng)方程不考慮阻尼,
對(duì)應(yīng)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(jì)算結(jié)果如下:
阻力系數(shù)
升力系數(shù)
b、考慮x、y兩個(gè)自由度時(shí)
兩方向振動(dòng)方程幅值一致,都為0.2D;頻率一致,都為0.2;對(duì)應(yīng)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(jì)算結(jié)果展示:
阻力系數(shù)
升力系數(shù)
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