采用有限体积法对圆形四立柱涡激运动进行数值模拟。圆形四立柱涡激运动系统简化为两自由度的质量-弹簧-阻尼模型,引入雷诺平均应力模型求解不可压缩粘性Navier-Stokes方程,并结合SST k-w湍流模型对低质量比弹性支撑的圆形四立柱涡激运...采用有限体积法对圆形四立柱涡激运动进行数值模拟。圆形四立柱涡激运动系统简化为两自由度的质量-弹簧-阻尼模型,引入雷诺平均应力模型求解不可压缩粘性Navier-Stokes方程,并结合SST k-w湍流模型对低质量比弹性支撑的圆形四立柱涡激运动进行模拟。将四阶Runge-Kutta代码嵌入用户自定义函数UDF（User Defined Function）中求解四立柱的动力响应,采用动网格技术来实现立柱和流场之间的耦合。研究发现,圆形四立柱涡激运动流向和横向振幅随着折合速度的增大而先增大后减小,并出现幅值跳跃现象,跳跃点在折合速度9.0处。横向振幅最大值出现在折合速度为8.0时,大小为1.99D,远大于流向振幅最大值0.26D。圆形四立柱流向运动平衡位置随折合速度增大并非一直增大,在折合速度9.0时突然下降随后增大。圆形四立柱涡激运动出现了明显的频率锁定现象,锁定区间为5.0～8.0。当系统走过锁定系统后,流向幅值和流向幅值迅速减小。最后对不同折合速度下圆形四立柱运动轨迹和尾涡脱落模式进行讨论分析。展开更多
采用模型试验方法，研究了雷诺数为2．5×10^3～2×10^4范围内张力腿平台的涡激运动问题。试验中设计了一套考虑水平和垂向系泊刚度的锚泊方案，捕捉到涡激运动中的“锁定”和“两支”等现象；试验结果表明：横流向和顺流向均...采用模型试验方法，研究了雷诺数为2．5×10^3～2×10^4范围内张力腿平台的涡激运动问题。试验中设计了一套考虑水平和垂向系泊刚度的锚泊方案，捕捉到涡激运动中的“锁定”和“两支”等现象；试验结果表明：横流向和顺流向均发生了频率锁定现象，横向达到锁定范围的折合速度为 Ur ＝4．0～7．0，顺流向为 Ur ＝6．0～7．0，且横向运动居主导地位；在 Ur≤4．0的非锁定区，涡激升力模型满足斯特哈尔关系；而当 Ur ＞4．0时，该公式不再适用。试验结果也表明：流向角是影响平台运动轨迹的关键因素，当流向角为0°时，平台运动呈正“8字形”；15°时，运动轨迹为“香蕉形”；45°时，为略向左侧弯曲的扁“8字形”。展开更多
文摘采用有限体积法对圆形四立柱涡激运动进行数值模拟。圆形四立柱涡激运动系统简化为两自由度的质量-弹簧-阻尼模型,引入雷诺平均应力模型求解不可压缩粘性Navier-Stokes方程,并结合SST k-w湍流模型对低质量比弹性支撑的圆形四立柱涡激运动进行模拟。将四阶Runge-Kutta代码嵌入用户自定义函数UDF（User Defined Function）中求解四立柱的动力响应,采用动网格技术来实现立柱和流场之间的耦合。研究发现,圆形四立柱涡激运动流向和横向振幅随着折合速度的增大而先增大后减小,并出现幅值跳跃现象,跳跃点在折合速度9.0处。横向振幅最大值出现在折合速度为8.0时,大小为1.99D,远大于流向振幅最大值0.26D。圆形四立柱流向运动平衡位置随折合速度增大并非一直增大,在折合速度9.0时突然下降随后增大。圆形四立柱涡激运动出现了明显的频率锁定现象,锁定区间为5.0～8.0。当系统走过锁定系统后,流向幅值和流向幅值迅速减小。最后对不同折合速度下圆形四立柱运动轨迹和尾涡脱落模式进行讨论分析。
基金Supported by National Natural Science Foundation of China(51309123)the Open Foundation of State Key Laboratory of Ocean Engineering(1407)Sponsored by‘Qing Lan Project’of Colleges and Universities in Jiangsu Province and the Collaborative Innovation Center Funded Projects in Jiangsu University(High Technology Ship Category)
文摘采用模型试验方法，研究了雷诺数为2．5×10^3～2×10^4范围内张力腿平台的涡激运动问题。试验中设计了一套考虑水平和垂向系泊刚度的锚泊方案，捕捉到涡激运动中的“锁定”和“两支”等现象；试验结果表明：横流向和顺流向均发生了频率锁定现象，横向达到锁定范围的折合速度为 Ur ＝4．0～7．0，顺流向为 Ur ＝6．0～7．0，且横向运动居主导地位；在 Ur≤4．0的非锁定区，涡激升力模型满足斯特哈尔关系；而当 Ur ＞4．0时，该公式不再适用。试验结果也表明：流向角是影响平台运动轨迹的关键因素，当流向角为0°时，平台运动呈正“8字形”；15°时，运动轨迹为“香蕉形”；45°时，为略向左侧弯曲的扁“8字形”。
