轴向转动对圆柱绕流流噪声影响分析开题报告

全文总字数：5857字

1. 研究目的与意义（文献综述）

流噪声的控制涉及众多制造业领域，并且国内国际市场需求巨大，此研究一直备受工程师的关注。许多工程问题，例如桥梁支架绕流，高层建筑建设和海底电缆铺设，都涉及钝体绕流。流场的不稳定特性是造成流感应声的原因，而流动的稳定性与雷诺数有关。工程师对作用在结构上雷诺应力的幅度和频率十分感兴趣，这样的方法对于控制涡流导致的振动至关重要。

当流体通过钝体时，由于流体的黏性应力会在表面上产生涡旋，并在其后方掉落。这种现象会导致不稳定的载荷上升，进而导致结构振动，导致涡激振动。尤其是在发生涡流脱落频率接近结构固有振动频率的同步时，结构振幅突然增大，雷诺应力突然增大，导致结构疲劳破坏和完整性受损。

圆柱体作为钝体的一种，在研究中具有显著的特征。当流体流过轴向转动的圆柱体时，会在圆柱体表面形成一定距离的边界层，由于较大的压力梯度，边界层会与表面分离。其固有的不稳定性，分离的剪切层最终会卷成漩涡，并以特定的频率脱落于后续的尾流中，该频率通常取决于物体参数和流动参数（如雷诺数）。脱落的涡流影响圆柱体表面的压力分布，并因此引起谐波性质的附加力。当转动的圆柱体驱动涡流脱离其基本固有频率时，会观察到涡流脱落共振或锁定。对于并联串联、高雷诺数以及不同求解方法圆柱绕流的研究已经有了共识，但轴向转动的圆柱能否实现流噪声的控制存在不同的认识^[1]。因此，我选取《轴向转动对圆柱绕流流噪声影响分析》作为我的本科论文题目。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

本文主要通过详细了解流噪声产生的机理以及控制方法，建立二维圆柱绕流模型，利用fluent分析圆柱绕流的涡流云图以及升力系数与阻力系数的对比，利用actran分析声场振荡的频率。根据仿真结果分析圆柱绕流的噪声控制机理。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

3、进度安排

（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告；（第1周—第3周）

（2）根据文献，总结归纳国内外圆柱绕流的发展现状及应用，特别针对轴向转动的圆柱绕流，详细分析其运动形式及噪声控制原理； （第4周—第5周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]lin l m , zhong x f , wu y x . effect of perforationon flow past a conic cylinder at re=100:vortex-shedding pattern and forcehistory[j]. 力学学报：英文版, 2018, 34(2):238-256.

[2]ganta n., mahato b., bhumkar y. g . analysis ofsound generation by flow past a circular cylinder performing rotaryoscillations using direct simulation approach[j]. physics of fluids, 2019,31(2).

[3]filler j.r., marston p. l., mih w. c. response ofthe shear layers separating from a circular cylinder to small-amplituderotational oscillations[j]. journal of fluid mechanics, 1991, 231(-1):481-499.