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2017-01-12 by:CAE仿真在线 来源:互联网
本文系统的对当前圆柱扰流的计算进行了分析,考虑了以下几种情况:
1)圆柱静止;
2)仅考虑圆柱振动对流场的影响,考虑单自由度、多自由度;
3)考虑涡激振动的影响,将流体力带入结构振动本构方程进行求解,得到流固耦合的流场情况;
4)利用WB进行fluent与结构软件的耦合分析,得到涡激振动的流场情况;
本文针对雷诺数为400的情况进行计算分析,流体介质为水,入口流速为0.01m/s,圆柱直径为0.02m;
流场大小为20D*80D,对中心6D*6D区域进行加密处理,中心区域采用四面体网格加边界层网格;
计算模型说明
计算网格
中心区域为固定圆柱时计算结果展示:
阻力系数
升力系数
考虑圆柱振动对流场的影响
本节针对结构振动对流场的影响进行分析,考虑了单自由度及两自由度的振动方式,但没有考虑流场对结构振动的影响,考虑振动幅度为0.2D,振动频率与流体涡的生成与脱落频率基本一致。
a、单自由度模拟,释放Y方向自由度,结构振动方程不考虑阻尼,
其中A=0.2D,f=0.2;
对应的udf为:
#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;
}
计算结果如下:
阻力系数
升力系数
b、考虑x、y两个自由度时
两方向振动方程幅值一致,都为0.2D;频率一致,都为0.2;对应UDF为:
#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;
}
计算结果展示:
阻力系数
升力系数
作者:steve_zheng
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