圆柱杆件减阻减振的导流罩探索设计开题报告

 2021-11-17 11:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1课题研究背景及意义

卡门涡街[1]是流体力学中重要的现象,在一定条件下的定常来流绕过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡,经过非线性作用后,形成卡门涡街。根据实验,当re≈40时,黏性流体绕过圆柱体,发生边界层分离,在圆柱体后面产生一对不稳定的旋转方向相反的对称漩涡;re超过40后,对称漩涡不断增长;至re≈60时,这对不稳定的对称漩涡,最后形成几乎稳定的非对称性的、多少有些规则的、旋转方向相反、上下交替脱落的漩涡,这种漩涡具有一定的脱落频率,称为卡门涡街。涡街发生时,物体受到周期性侧向力作用,导致物体振动,结构疲劳,甚至毁坏[2]

在研究和实践过程中,人们发明了多种形式的抑制办法。为了增加杆件疲劳寿命,在管道的立管表面安装被动的振动抑制装置[3],导流罩是最早也是最频繁用于研究和使用的涡激振动抑制装置之一。导流罩是一种通过方便安装和拆卸的旋转模块连接固定在立管上,并可以随来流方向的变化像风向标一样绕立管自由转动的装置[4],用以以减小涡激振动和所受水流作用力。许多学者针对导流罩的水动力影响效果做了大量研究,得到许多有意义的规律和结论。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究(设计)的基本内容

根据题目要求,此设计的基本内容包括:

1)进行毕业设计文献阅读和调查,完成开题报告。

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3. 研究计划与安排

时间

周数

内容

要求

第1-3周

3

针对任务书调研相关文献和书籍,初步掌握相关设计和CFD计算方法,并撰写开题报告。

提交开题报告

第4-6周

3

原型杆件绕流计算;设计导流罩,并进行增加导流罩的流动计算。

建模

第7-9周

3

将导流罩杆件微无偏转,并进行流动计算。

计算和结果分析

第10-12周

3

将导流罩杆件微小偏转,并进行流动计算。

计算和结果分析

第13-15周

3

整理数据,完善图纸,撰写毕业论文,并准备

答辩。

答辩

4. 参考文献(12篇以上)

参考文献

[1]杨有涛,卡门涡街,中国计量,2009,50-51

[2]blevins r d著,吴恕三,王觉等译,流体诱发振动,北京机械工业出版社,1983

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