二維多圓柱以及存在自由液面的單圓柱繞流的研究與數(shù)值模擬.pdf

1、本文對二維三圓柱，以及存在自由液面的單圓柱繞流進行了研究。分析了在Re＝104附近的多個雷諾數(shù)和多個間距比情況下的流態(tài)和水動力特性。在二維三圓柱的繞流研究中，發(fā)現(xiàn)各個圓柱的升力系數(shù)曲線具有明顯得多頻性，出現(xiàn)了調(diào)幅振動的現(xiàn)象。這與徐昕（2002）在Re＝200時得到的結(jié)果相類似。本文還進一步研究了這個調(diào)幅振動隨著間距比和雷諾數(shù)的變化而變化的規(guī)律。考慮到單個圓柱的繞流時圓柱受到的水動力特性具有清晰的單一正弦曲線性質(zhì)。因此，本文采用多自由度耦

2、合振動的理論對三圓柱繞流進行了理論上的建模和分析。發(fā)現(xiàn)在整個三圓柱繞流系統(tǒng)中，其水動力特性曲線含有三個主頻率。當各個升力系數(shù)曲線出現(xiàn)調(diào)幅振動時，在每個圓柱中，通常只有其中一個頻率占主導(dǎo)地位。中間圓柱的主導(dǎo)頻率比兩側(cè)的主導(dǎo)頻率要大。在理想的對稱情況下，兩側(cè)圓柱的主導(dǎo)頻率是相等的。利用推導(dǎo)出來的公式得到的升力系數(shù)曲線與利用數(shù)值模擬得到的結(jié)果吻合得相當好。在存在自由液面的單圓柱繞流的數(shù)值模擬結(jié)果中，圓柱后端形成一對水面凹陷，在一定的流動條件下