全文总字数：5308字
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1研究背景
随着全球范围内海洋资源开采的需要，众多海洋工程结构物陆续产生，如海上风力发电装置、钻井隔水管、输油立管。而在这些结构物中占据重要地位的圆柱形结构，因为在复杂的海洋环境中易发生破坏而受到人们关注。引起其发生破坏的主要原因有涡激振动。如果水流冲击圆柱结构，则由于结构两侧交替产生涡脱落，会在圆柱体上产生脉动的横流向和顺流向的力。如果结构安装在弹簧上，则力会引起结构位移，继而会改变尾流，从而导致流固完全耦合。圆柱体在水流下的这种运动称为涡激振动。它是一种固有的非线性、独立的、具有多自由度的现象。当结构物的固有频率和涡脱落频率相近时会发生“锁定”现象，结构物振幅较大，易发生疲劳损伤，造成巨大的经济损失。海洋圆柱形结构物表面存在的粗糙度会改变原有的涡激振动响应特性。在过去的几十年里，国内外有大量的文献推进了涡激振动问题的研究工作。对于低雷诺数下理想的光滑圆柱模型的结构动力学响应和尾流模式等已有了较成熟的结果。然而对于高雷诺数和其他截面类型结构物的研究相对较少。因此，以合理的模型和精度来预测和抑制涡激振动效应是一项挑战。
1.2 目的和意义
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容和目标
本文使用数值模拟软件ansys/fluent研究二维光滑/粗糙圆柱绕流，并在圆柱绕流的基础上对光滑和粗糙圆柱的涡激振动分别进行数值模拟研究。论文主要包括以下两方面的内容：
①运用ansys和fluent软件对二维光滑圆柱绕流和涡激振动问题进行数值模拟，分析绕流特性和涡激振动响应规律。这些特性和规律包括尾涡模式、升力和阻力系数及涡量场随时间的发展规律、约化速度对升力和阻力系数及位移的影响等等。
3. 研究计划与安排
第 1-3 周查阅相关资料，学习圆柱绕流及涡激振动的基本理论和研究现状，学习使用ansys和fluent软件，完成外文翻译与提交开题报告。
第 4-5 周熟练掌握ansys和fluent软件的使用，并构建好二维圆柱绕流计算模型。
第 6-7 周 完成二维光滑圆柱绕流和涡激振动数值模拟，并得到有效的结果。并了解fluent粗糙度模型相关知识。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]bourguet, rémi and lo jacono, david. flow-induced vibrations of a rotating cylinder[j].journal of fluid mechanics , 2014,740 :342-380 .
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[3] 张建侨，宋吉宁. 质量比对柔性立管涡激振动影响实验研究[j]. 海洋工程, 2009,27(4):38-44.
