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带自由面有限长圆柱绕流数值模拟

陈松涛 赵伟文 万德成

陈松涛, 赵伟文, 万德成. 带自由面有限长圆柱绕流数值模拟[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02274
引用本文: 陈松涛, 赵伟文, 万德成. 带自由面有限长圆柱绕流数值模拟[J]. 中国舰船研究. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02274
Numerical simulation of flows around a finite-length cylinder with free surface[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02274
Citation: Numerical simulation of flows around a finite-length cylinder with free surface[J]. Chinese Journal of Ship Research. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02274

带自由面有限长圆柱绕流数值模拟

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02274
基金项目: 国家级-适用剧烈流动下流固耦合问题的三维无网格粒子法与有限元混合方法(51879159)

Numerical simulation of flows around a finite-length cylinder with free surface

  • 摘要: 【目的】圆柱形结构物被广泛应用于Spar平台、半潜式平台等各类深海装备,因此十分有必要对其背后的流动机理进行分析研究。在实际情况中,自由面及圆柱形结构自由端的存在会对此类大分离流动造成明显的影响。 【方法】基于延时分离涡模拟(Delay Detached-Eddy Simulation,DDES)技术和分段线性界面重构(Piecewise Linear Interface Calculation,PLIC)方法,利用自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器对带自由面的有限长圆柱绕流开展了数值模拟。 【结果】自由面和自由端的存在增大了局部位置的升阻力,并推迟了流动分离的发生。相较于深吃水位置,自由面附近流向的速度“恢复”延缓,且横向速度呈向外运动的趋势。自由面的变形产生了大量细碎的漩涡,自由端的卷拧状漩涡在一定程度上抑制了卡门涡街的发展。 【结论】研究表明,目前采用的数值方法能够准确捕捉该复杂流场。同时,自由面和自由端的存在将显著改变流场沿吃水方向的分布。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-22
  • 网络出版日期:  2021-05-25

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