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亚临界雷诺数下圆柱受迫振动的数值研究

赵静  吕林  董国海  滕斌  谢彬  
【摘要】:本文在Navier-Stokes方程和k-ω湍流模型的基础上,利用流线迎风有限元方法结合ALE动网格技术对亚临界雷诺数下的圆柱受迫振动问题开展了数值模拟研究。从计算的结果来看,利用本文的数值模型成功模拟了Re=5000条件下圆柱发生受迫振动时尾迹区内的2S、2P和P+S尾流模式;本文还对Re=10000情况下无量纲振幅分别为0.3、0.4和0.5的圆柱受迫振动问题开展了数值模拟,分析了给定振幅条件下圆柱受力随振动频率的变化关系以及受迫振动的锁定区间,以上数值计算结果与Gopalkrishnan(1993)的实验结果基本符合。本文的研究工作表明,采用的二维数值模型能够基本正确地反映出圆柱发生受迫振动时的涡激振动特性以及有关的受力变化趋势,这为今后进一步开展三维数值分析工作奠定了基础。

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