fluent案例推薦:卡門渦街
2017-01-12 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
![案例推薦:卡門渦街fluent結果圖片1](http://m.09bigdata.com/i/g/1b/1bb68e7d61fa384e2e1e6cfd077b8477r.gif)
本文系統(tǒng)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;
本文針對雷諾數(shù)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(qū)域進行加密處理,中心區(qū)域采用四面體網(wǎng)格加邊界層網(wǎng)格;
![案例推薦:卡門渦街fluent結果圖片2](http://m.09bigdata.com/i/g/4e/4ef523958e4365a379ffd4e76168855dr.png)
計算模型說明
![案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片3](http://m.09bigdata.com/i/g/a7/a7c75ae1442ff5a8a9918ba96a27e1c0r.jpg)
計算網(wǎng)格
中心區(qū)域為固定圓柱時計算結果展示:
![案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片4](http://m.09bigdata.com/i/g/5a/5ac0cbef33f3b5f9abfcf7affde9cad8r.png)
阻力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片5](http://m.09bigdata.com/i/g/70/704306f43b57bb8082010753a8777d2ar.png)
升力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent分析案例圖片6](http://m.09bigdata.com/i/g/51/51a99db00c31c4595f1704f23bb3cf10r.gif)
考慮圓柱振動對流場的影響
本節(jié)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,
![案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片7](http://m.09bigdata.com/i/g/33/33d724286128eabf8082f956be25ea1ar.png)
其中A=0.2D,f=0.2;
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:
![案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片8](http://m.09bigdata.com/i/g/2c/2c79862a58125c63c673ae55ea4e353er.png)
阻力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent仿真分析圖片9](http://m.09bigdata.com/i/g/70/70c1f0779b1b3b4fd01655182dc4e39er.png)
升力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent圖片10](http://m.09bigdata.com/i/g/c4/c4158693bbf1d54714e1eb63bdd12353r.gif)
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:
![案例推薦:卡門渦街fluent圖片11](http://m.09bigdata.com/i/g/6e/6ef09c866e32260fcfd0229726aa91b9r.jpg)
阻力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent圖片12](http://m.09bigdata.com/i/g/32/3284ae0ab0613702ead87147ff6d85a6r.jpg)
升力系數(shù)
![案例推薦:卡門渦街fluent分析圖片13](http://m.09bigdata.com/i/g/23/23e8d213673a2735fe3da197c4592a0dr.gif)
作者:steve_zheng
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