流場中柔性體氣動效能和尾跡渦結(jié)構(gòu)的數(shù)值研究.pdf

1、流固耦合是流場力使得固體發(fā)生變形和運動，同時，固體的變形或運動又會對流場產(chǎn)生影響，從而使得流場作用力的分布和大小發(fā)生改變，產(chǎn)生復(fù)雜、多變的流固耦合現(xiàn)象，這些復(fù)雜、多變的流固耦合現(xiàn)象在自然界和工程應(yīng)用中廣泛存。因此，研究柔性體耦合運動的數(shù)值模擬，可以進一步有效分析探討自然界中耦合現(xiàn)象，同時，也為流固耦合的數(shù)值、理論分析研究方法提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.本課題組應(yīng)運FORTRAN語言完成了浸入邊界法程序的編寫

2、、驗證和應(yīng)用程序模擬等多個流固耦合問題的工作。在此基礎(chǔ)之上，針對本文所涉及的流固耦合問題，添加了相應(yīng)程序模塊，以及相關(guān)應(yīng)用、總結(jié)等工作。
　　2.在均勻流場中，研究柔性體擺動尾跡區(qū)域模態(tài)的問題。隨著雷諾數(shù)的增大，尾跡區(qū)域出現(xiàn)卡門渦街逐漸向更復(fù)雜渦街轉(zhuǎn)換的規(guī)律。在同一抗彎剛度時，柔性體的尾跡呈現(xiàn)小強度的卡門渦街、無規(guī)律的混沌過渡狀態(tài)和大強度的卡門渦街三種模態(tài)；當(dāng)抗彎強度減小時，三模態(tài)之間的轉(zhuǎn)化時間縮短并且尾跡渦強度增大。
　　

3、3.研究了柔性翼拍動時的尾跡渦結(jié)構(gòu)和推進效能兩方面的問題。隨雷諾數(shù)增大，靠近尾跡的渦間距由小到大擴大，同時，遠(yuǎn)離尾跡的渦耗散速度由慢到快并且向下游移動；隨著拍動振幅增大，靠近柔性翼后緣的渦強度由小變大；遠(yuǎn)離柔性翼后緣渦由規(guī)律渦街向下游移動變化為更為復(fù)雜的渦街傾斜向下游移動；隨著頻率比增大，同一剛度對應(yīng)的推力系數(shù)、功率系數(shù)和推進效率系數(shù)對應(yīng)的峰值并非同時出現(xiàn)，并且三條曲線均呈現(xiàn)由小增大至峰值，再由峰值減小的規(guī)律。
　　4.探討了不同