海流與直立圓柱體相互作用的數(shù)值模擬.pdf

1、在海洋工程中，鉆桿、輸油氣管道和立管等結(jié)構，在海流作用下，均會產(chǎn)生顯著的渦激振動。這種特殊的流固耦合現(xiàn)象，會降低這些構件的操作性能，嚴重威脅系統(tǒng)的作業(yè)安全和性能。目前對渦激振蕩問題的數(shù)值研究，多傾向于研究二維低雷諾數(shù)問題。 在較為系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了目前國內(nèi)外研究進展的基礎上，本文研究了均勻粘性流體中直立和截斷圓柱體的三維受迫振蕩問題，及超臨界雷諾數(shù)下圓柱體的繞流問題和柔性圓柱體的流固耦合問題。 在第二章中，針對均勻流體中

2、直立圓柱體的渦激振動問題，建立了粘性流數(shù)學物理模型，提出了數(shù)值模擬直立圓柱體受迫振動的動態(tài)鋪層式動網(wǎng)格方法及流固耦合過程中的滑動網(wǎng)格技術。 在第三章中，基于Navier-Stokes 方程，研究了三維直立貫底圓柱體和截斷圓柱體的受迫振蕩繞流問題，建立了粘性流數(shù)值模擬方法，在kε湍流模式下進行了數(shù)值模擬分析，并與固定圓柱體的繞流特性做了比較。 在第四章中，運用LES 方法數(shù)值模擬了Spar 平臺大直徑圓柱結(jié)構在跨臨界雷諾數(shù)