绕流问题中结构物升阻力特性研究开题报告

全文总字数：4118字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

在与流体相关的工程应用中，绕流中结构物的被动运动如涡激震荡问题一直是流体力学的研究热点。这类问题中，过大的振动响应则会造成结构破坏或者失稳进而引发危险，如风对高层建筑物的绕流、风对大跨度桥梁的影响、水流对桥墩的冲击、飞行器尾翼颤振、海洋工程中海上风力机以及石油钻井平台的变形与振动等等，是各类工程应用中的关键问题。在海洋工程中，立柱经常会遇到漩涡脱落诱发横向的和纵向的周期变化压力。这种压力导致立柱发生弹性变形并周期性振动。而这种振动又会反过来导致附近的流场变化。当漩涡脱落的频率与结构固有频率相近时就会出现“锁定频率”现象，引起结构物大幅共振造成疲劳损害。目前关于涡激振动的数值模拟已经有很多成果，其中圆柱和方柱作为最经典的绕流模型，通常是主要的研究对象。圆形截面涡激振动的研究有很多，而方柱的研究较少。本文将方形结构物简化成结构弹簧阻尼模型，通过cfd数值模拟研究方形结构物在流场中的纵向振动响应。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容和目标

本工作的基本内容包括了解流体力学的基本概念和原理，建立对结构物绕流现象的认知，对流动现象进行数值模拟，分析解读数值结果并进行总结，完成毕业论文的撰写。工作的具体目标是通过计算流体力学方法对绕流问题中被动运动方柱的运动和受力进行分析。

2.2 拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

第1-3周：明确研究内容，完成开题报告。

第4-6周：熟悉计算软件/程序的应用，完成初步算例。

第7-10周：开展数值计算研究。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]郑德乾,顾明,张爱社.基于流体并行计算的二维方柱涡激振动数值模拟[j].噪声与振动控制,2009,29(6):85-90,96.

[2]邓见,任安禄,邹建锋.方柱绕流横向驰振及涡致振动数值模拟[j].浙江大学学报(工学版),2005,39(04):595-599.

[3]徐枫,欧进萍,肖仪清.方柱流致横向振动的cfd数值模拟[j].哈尔滨工业大学学报,2008,40(12):1849-1854.