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基于尾流振子模型涡激振动数值模拟的加权显隐交替计算数值方法
1
作者
马宁
王宴滨
+2 位作者
贾光燕
崔振轩
刘耀斌
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期159-166,共8页
采用尾流振子模型对柔性圆柱体建立振动控制耦合方程,以实现立管涡激振动(VIV)行为的准确预测和分析。鉴于方程的非线性、耦合性以及偏微分特征,提出一种新算法,即加权显隐交替计算数值方法,并对4种不同长径比的立管进行数值模拟。结果...
采用尾流振子模型对柔性圆柱体建立振动控制耦合方程,以实现立管涡激振动(VIV)行为的准确预测和分析。鉴于方程的非线性、耦合性以及偏微分特征,提出一种新算法,即加权显隐交替计算数值方法,并对4种不同长径比的立管进行数值模拟。结果表明:该方法在提升计算效率的同时,也增强数值稳定性;不同的空间和时间步长对差分格式稳定性以及计算速度存在影响,应灵活地调整这些参数以获得最佳的模拟效果;不同加权系数组合的数值解的精度对加权系数的选择并不敏感,选择计算简单且稳定性好的加权系数即可;深海立管的振动行为呈现出明显的方向性特征,这一行为是由行波和驻波的共同作用所引导;行波主要对立管的中部区域产生影响,而驻波则主要作用于立管的两端;随着立管长径比的增加,行波的影响逐渐向立管中上部分迁移,并且它控制的区间长度也随之增大,同时驻波对立管下端的影响变得越发显著,参与涡激振动的模态数量也相应增加。
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关键词
加权显隐交替计算
非线性耦合偏微分方程
涡激振动
数值模拟
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题名
基于尾流振子模型涡激振动数值模拟的加权显隐交替计算数值方法
1
作者
马宁
王宴滨
贾光燕
崔振轩
刘耀斌
机构
中国石油大学(北京)理学院
中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室
中国石油大学(北京)石油工程学院
出处
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期159-166,共8页
基金
国家自然科学基金优秀青年基金项目(52322110)
北京市科技新星计划项目(20230484341)
中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室课题(PRE/DX-2404)。
文摘
采用尾流振子模型对柔性圆柱体建立振动控制耦合方程,以实现立管涡激振动(VIV)行为的准确预测和分析。鉴于方程的非线性、耦合性以及偏微分特征,提出一种新算法,即加权显隐交替计算数值方法,并对4种不同长径比的立管进行数值模拟。结果表明:该方法在提升计算效率的同时,也增强数值稳定性;不同的空间和时间步长对差分格式稳定性以及计算速度存在影响,应灵活地调整这些参数以获得最佳的模拟效果;不同加权系数组合的数值解的精度对加权系数的选择并不敏感,选择计算简单且稳定性好的加权系数即可;深海立管的振动行为呈现出明显的方向性特征,这一行为是由行波和驻波的共同作用所引导;行波主要对立管的中部区域产生影响,而驻波则主要作用于立管的两端;随着立管长径比的增加,行波的影响逐渐向立管中上部分迁移,并且它控制的区间长度也随之增大,同时驻波对立管下端的影响变得越发显著,参与涡激振动的模态数量也相应增加。
关键词
加权显隐交替计算
非线性耦合偏微分方程
涡激振动
数值模拟
Keywords
weighted explicit-implicit alternating calculation
nonlinear coupled partial differential equation
vortex-induced vibration
numerical simulation
分类号
O241.82 [理学—计算数学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于尾流振子模型涡激振动数值模拟的加权显隐交替计算数值方法
马宁
王宴滨
贾光燕
崔振轩
刘耀斌
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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