搜索fluent卡門渦街實現案例
2017-01-13 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
本文系統的對當前圓柱擾流的計算進行了分析,考慮了以下幾種情況:
1)圓柱靜止;
2)僅考慮圓柱振動對流場的影響,考慮單自由度、多自由度;
3)考慮渦激振動的影響,將流體力帶入結構振動本構方程進行求解,得到流固耦合的流場情況;
4)利用WB進行fluent與結構軟件的耦合分析,得到渦激振動的流場情況;
由于計算時間較長,今天僅對前兩種情況計算結果進行展示,后續情況會陸續更新
本文針對雷諾數為400的情況進行計算分析,流體介質為水,入口流速為0.01m/s,圓柱直徑為0.02m;
流場大小為20D*80D,對中心6D*6D區域進行加密處理,中心區域采用四面體網格加邊界層網格;
計算模型說明
計算網格
1)中心區域為固定圓柱時計算結果展示:
阻力系數
升力系數
2)考慮圓柱振動對流場的影響
本節針對結構振動對流場的影響進行分析,考慮了單自由度及兩自由度的振動方式,但沒有考慮流場對結構振動的影響,考慮振動幅度為0.2D,振動頻率與流體渦的生成與脫落頻率基本一致。
a、單自由度模擬,釋放Y方向自由度,結構振動方程不考慮阻尼,
對應的udf為:
#include "udf.h"
#define pi 3.1415926
DEFINE_CG_MOTION(cylinder,dt,vel,omega,time,dtime)
{
real y_cg;
real A=0.004;
vel[1]= 2*A*pi*0.2*cos(2*0.2*pi*time);
vel[0]= 0.0;
vel[2]=0.0;
omega[0]=0.0;
omega[1]=0.0;
omega[2]=0.0;
}
計算結果如下:
阻力系數
升力系數
b、考慮x、y兩個自由度時
兩方向振動方程幅值一致,都為0.2D;頻率一致,都為0.2;對應UDF為:
#include "udf.h"
#define pi 3.1415926
DEFINE_CG_MOTION(cylinder,dt,vel,omega,time,dtime)
{
real y_cg;
real A=0.004;
vel[1]= 2*A*pi*0.2*cos(2*0.2*pi*time);
vel[0]= 2*A*pi*0.2*sin(2*0.2*pi*time);
vel[2]=0.0;
omega[0]=0.0;
omega[1]=0.0;
omega[2]=0.0;
}
計算結果展示:
阻力系數
升力系數
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