旋轉(zhuǎn)圓柱與拍動(dòng)絲線復(fù)雜繞流的數(shù)值模擬研究

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1、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ碩士學(xué)位論文馨旋轉(zhuǎn)圓社與相切絲線復(fù)雜統(tǒng)洗論文題目的教值模擬研堯明波超作者姓名洗體＾學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)到難生教授陸夕云教授導(dǎo)師姓名一八年Ｗ完成時(shí)間中囯科學(xué)技木大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：旋轉(zhuǎn)圓柱與拍動(dòng)絲線復(fù)雜繞流的數(shù)值模擬研究作者姓名：胡浪超學(xué)科專(zhuān)業(yè)：流體力學(xué)導(dǎo)師姓名：劉難生教授陸夕云教授完成二一八日寸間：？年六月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏ

2、ｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａｙ’ＡｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｇｒｅｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｌｅｘＦｌｏｗｏｆＲｏｔａｔｉｎｇＣｉｒｃｕｌａｒＣｌｉｎｄｅｒａｎｄＦｌａｐｐｉｎｇＦｌｅｘｉｂｌｅｙＦｉｌａｍｅｎｔ’ＡｕｔｈｏｒｓＮａｍｅ－：ＬａｎｇＣｈａｏＨｕＳｅｃｉａｌｉｔ：ＦｐｙｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓｏ－ｉ．ＮＬｉｕＳｕｐｅｒｖｓｏｒ：ＰｒｆａｎＳｈｅｎｇｒｆ－Ｐｏ．ＸｉＹｕｎＬｕＦｉｎｉｓｈｅｄＴｉｍｅ

3、：Ｊｕｎｅ２０１８，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研宄工作所取得的成果，論文中不包含任何他人己經(jīng)發(fā)表或。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外撰寫(xiě)過(guò)的研宄成果一同工作的同志對(duì)本研宄所做的貢獻(xiàn)均己在論文中作。與我了明確的說(shuō)明。作者簽名：Ｍ瓜風(fēng)簽字日期：威中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明一作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之，學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán)，即：學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱

4、，可以將學(xué)位論文編入《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》等有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文一的內(nèi)容相致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。（年）Ｖ公開(kāi)□保密：■姑導(dǎo)師簽名作者簽名ｉ：姊〇〇簽字日期：２１８ＩｊＡ簽字日期：摘要摘要涉及流固耦合的復(fù)雜繞流是自然界和工程領(lǐng)域常見(jiàn)的現(xiàn)象，具有廣泛的基礎(chǔ)和應(yīng)用背景。本文采用格子玻爾茲曼方法、有限差分法、及浸入邊界法（反彈邊界法相）；結(jié)合的方法，數(shù)值研究了三個(gè)典型的復(fù)雜繞流問(wèn)題。主要工

5、作及研宄成果如下：１研宄了旋轉(zhuǎn)圓柱尾流中圓柱的繞流問(wèn)題。根據(jù)兩圓柱間隙中和下游圓柱尾（）－，ｅｘｔｅｎｄｅｄｂｏｄＥＢｒｒｓｒｔｔｔＲＲ流的流動(dòng)特征發(fā)現(xiàn)了ｙ、ｅｖｅｅｄｅａａｃｈｍｅｎ、（）（）ｒｅａｔｔａｃｈｍｅｎｔＲＡ、ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔＤＡ、及ｃｏｓｈｅｄｄｉｎＣＳ）五類(lèi)流動(dòng)模態(tài)；在（）（（）ｇｒｅｖｅｒｓｅｄｒｅａｔｔａｃｈｍｅｎｔ模態(tài)中，上游圓柱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致下游圓柱迎風(fēng)面的剪切層向上游延伸，ｐ附觸上游圓柱上表面的剪切層；基于ｔｓ參數(shù)平面的模（ｙ）態(tài)相圖，獲得了間距比ｓｙＤ漸增導(dǎo)致的模態(tài)轉(zhuǎn)變路徑。

6、發(fā)現(xiàn)模態(tài)轉(zhuǎn)變路徑相似時(shí)，升阻力系數(shù)和Ｓｔｒｏｕｈａｌ數(shù)隨間距比ＳＤ的變化特征也相似。低旋轉(zhuǎn)率／＝？．．，流動(dòng)模態(tài)及其轉(zhuǎn)變路徑與串置靜止雙圓柱情形相似ｄ０１０２５時(shí)；高旋轉(zhuǎn)＝率《２．０？３．０時(shí)，流動(dòng)模態(tài)為ＲＲ和ＤＡ，與靜止雙圓柱情形完全不同。此＝？１－夕卜．２５，Ｒ，當(dāng)《０時(shí)ＡＣＳ流動(dòng)模態(tài)轉(zhuǎn)變導(dǎo)致上下游圓柱的平均阻力系／《＝２？－．７５３．０，ＲＲＤＡ流數(shù)；、升力均方根值及脫渦頻率陡增當(dāng)時(shí)動(dòng)模態(tài)轉(zhuǎn)變導(dǎo)致上游圓柱的平均阻力系數(shù)陡增，下游圓柱在ａ＝３．０，５／？＝１．４時(shí)獲得／推力。２研宄了旋轉(zhuǎn)圓

7、柱尾流中的柔性絲線拍動(dòng)模態(tài)。根據(jù)拍動(dòng)絲線形成的包絡(luò)圖，發(fā)（）現(xiàn)了反向、纏繞和正向拍動(dòng)三類(lèi)主要模態(tài)，其中反向和正向拍動(dòng)模態(tài)分別包含：反向單側(cè)拍動(dòng)模態(tài)以下典型亞模態(tài)、反向雙側(cè)拍動(dòng)模態(tài)、反向靜止模態(tài)；正向單側(cè)拍動(dòng)模態(tài)、正向雙側(cè)拍動(dòng)模態(tài)、正向靜止模態(tài)；基于ａ，ＧＤ參數(shù)平面（／）－正向模態(tài)的主要模的模態(tài)相圖，獲得了絲線圓柱間距比ＧＤ漸增導(dǎo)致的反向／態(tài)轉(zhuǎn)變路徑；通過(guò)分析不同模態(tài)的典型尾渦結(jié)構(gòu)，探討了柔性絲線拍動(dòng)模態(tài)形成的流動(dòng)機(jī)理；此外，發(fā)現(xiàn)在特定參數(shù)下，絲線拍動(dòng)可產(chǎn)生明顯的反饋?zhàn)饔茫海崳娡耆种菩D(zhuǎn)圓柱尾流脫渦或促進(jìn)尾渦生成脫瀉，導(dǎo)致旋

8、轉(zhuǎn)圓柱減阻甚至產(chǎn)生推力或明顯增阻。了絲線干擾下的串置雙圓柱繞流，絲線簡(jiǎn)支固定于雙圓柱間隙之中⑶研究。