基于FLOW-3D直立墩柱绕流数值计算开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

1、选题的目的及意义(含国内外的研究现状分析)

墩柱绕流是船舶与海洋工程领域常见的流动现象,例如深海钻井平台桩架及支柱、海底输油管道、大桥桥墩、海洋航行中的船舶及潜艇的潜望镜等。墩柱绕流其流动特点和工程应用一直是人们研究的热点。长期处于水动力作用下的直立墩柱结构,当遇到复杂的水动力条件时可能会受到破坏或者产生疲劳,这些危害往往是不可逆的。此外如果墩柱位于易受侵蚀的床面上,在水动力作用下将会引起墩柱周围泥沙局部冲刷,可能导致墩柱失稳从而影响结构物的安全,因此墩柱绕流的研究具有重要的工程意义。

墩柱绕流是经典的流动现象,历史上,很早就曾对这个问题进行过相关的研究。1768年d’alembert[1]提出绕流物体流动阻力等于零的疑题(d’alembert疑题)。英国的mallock和法国的benard都观察到了钝体后交错排列的漩涡,并展开了相关的研究。冯·卡门在1912年系统研究了涡街的形成及其稳定性问题,并确定了涡系动量和涡尾阻力的问题,成为圆柱绕流的一个里程碑。经过一百多年的发展,随着航空业、船舶工业的发展,墩柱绕流问题也有了更深入的研究。

目前国内外主要采用模型实验和数值模拟的方法研究墩柱绕流的水动力学特性。

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2. 研究的基本内容与方案

2、基本内容和技术方案

本文拟采用flow-3d软件,对具有自由液面的三维圆柱绕流进行数值计算,其研究内容和技术方案如下:

研究内容:

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3. 研究计划与安排

3、进度安排

时间

周数

内容

要求

第1-3周

3

针对任务书查阅相关文献和书籍,掌握相关理论,撰写开题报告。

提交开题报告

第4-6周

3

熟悉FLOW-3D软件的建模与网格划分,设置好各种参数,完成数值计算并与实测结果进行比较,验证数值模型的可靠性和准确性。

了解flow-3d求解方法,利用FLOW-3D建模

第7-9周

3

对不同雷诺数下、不同傅汝德数的流场进行数值计算,并进行后处理,对计算结果进行讨论分析

掌握与论文相关的在FLOW-3D软件中建立模型及后处理方法;完成三个不同雷诺数的三维绕流数值计算

第10-12周

3

计算不同水深的三维绕流流场,并探讨水深对流场的影响。

完成不同水深三维绕流数值计算

第13-14周

2

撰写毕业论文,准备答辩

提交论文

4. 参考文献(12篇以上)

4、参考文献

[1]罗琦,赵振兴,董余圆柱绕流的研究现状[j].中国科技论文在线2009,18[j]193-200.

[2]涂程旭王昊利林建忠圆柱绕流的流场特性及涡脱落规律研究[j].中国计量学院学报-2008,19[2];98-136.

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