高斌
,
于桂兰
,
李建宝
人工晶体学报
为了研究流固耦合声子晶体的特性,本文应用有限元方法进行数值模拟并通过实验进行了验证.以二维钢柱/水正方晶格声子晶体为研究对象,利用ABAQUS有限元软件计算得到了完好周期和线缺陷情况下的传输谱和声压分布.同时利用脉冲响应技术进行实验测量,得到了以上两种情况下的带隙范围.结果表明,两种方法结果吻合得很好,说明有限元方法在计算流固耦合声子晶体问题上的优越性.
关键词:
流固耦合
,
声子晶体
,
ABAQUS
,
实验
张力
,
李金生
,
杨仲卿
,
丁林
工程热物理学报
本文开发了基于有限体积法的流固强耦合大变形求解器,流体采用ALE动网格技术,固体采用修正拉格朗日模型进行求解.研究100≤Re≤1000范围内,方柱-弹性分隔板的涡致振动特性及其尾流脱涡特性.结果表明:弹性分隔板阻断尾流区剪切层的相互作用,使钝体阻力减小,旋涡脱落至下游;随着雷诺数的增加,方柱和分隔板的升力系数与振幅逐渐增大;弹性分隔板的斯特努哈尔数明显较小,能够更好地抑制尾流区剪切层间的相互作用.
关键词:
方柱
,
弹性分隔板
,
大变形
,
流固耦合
,
旋涡脱落
樊小莉
,
刘云飞
,
郭然
,
祝昭
,
康顺
工程热物理学报
本文针对压气机转子叶片流固耦合问题，采用耦合平台MpCCI连接商业CFD软件FINE／Turbo与CSM软件ABAQUS模拟了设计转速下不同流量工况点的流固耦合问题，对比了流场定常计算与流固耦合非定常计算的结果，得到了叶片振动位移频谱振幅图以及效率和压比变化曲线。研究结果表明在失速点附近叶片振动对流场有显著影响，由此可以对压气机的颤振问题进行预测。
关键词:
流固耦合
,
三维插值
,
压气机
,
颤振
李媛
,
康顺
,
赵萍
,
王建录
工程热物理学报
以MpCCI为数据交换平台连接商用CFD与CSD软件,以2.5 MW风力机DF90风轮为例,进行了切边来流条件下,不同轮毂风速时的全三维流固耦合数值模拟,在确认数值方法的基础上,分析了不同风速、来流垂直剪切对风轮叶片绕流、叶片变形的影响,以及叶片结构与流场的相互作用对叶片气弹特性以及载荷分布的影响规律.
关键词:
风切变
,
流固耦合
,
风轮
,
数值模拟
金琰
,
袁新
工程热物理学报
颤振,尤其是失速颤振是引起叶轮机械安全事故的重要原因之一.由于叶片颤振的复杂性,过去人们一直采用半经验的方法研究叶片的颤振.本文发展了一套更精确的流固耦合计算方法,并用这种算法研究了三维透平叶片的扭转颤振.在模拟大负攻角下的颤振时发现,传播失速响应频率向固有频率靠近是振动发散的一个重要判据.通过计算得出了压比和攻角对颤振影响的特性曲线,它不但可用于判断流体激振的稳定性,而且可以研究颤振的强度.
关键词:
叶轮机械
,
三维非定常Navier-Stokes方程
,
流固耦合
,
大攻角
,
颤振
马晓旭
,
田茂诚
,
张冠敏
,
冷学礼
工程热物理学报
采用ADINA数值方法研究了垂直U形管内气液两相流诱导振动的位移响应和脉动激振力特性,然后考察了雷诺数Re和体积含气率β对激振力的影响规律.结果表明:气液两相内流诱导振动以面内振动为主,表现为两相流诱发激振力的主频与管结构某阶固有频率相近时的共振现象;激振力的脉动特性表现为低β时的窄频带随机波动和高β时的周期性波动;固定β时,激振力的均方根值FRMS随Re的增大而增大,增大速率逐渐增加;同一Re下,FRMS先随β的增大而增加,在β=55％左右时达到最大,之后逐渐降低,最大值出现在泡状流向搅拌流的转变过渡区.
关键词:
气液两相流
,
诱导振动
,
脉动激振力
,
流固耦合
金琰
,
袁新
工程热物理学报
随着叶轮机械的工作转速越来越高,工程中发生了大量的密封流体激振问题.实验证明,高转速下的流体激振属于自激振动,但采用传统的刚度阻尼线形假设无法模拟出这一物理现象.本文发展了一种高精度的流固耦合计算方法,用这种算法成功地模拟出转子密封系统在高转速下的自激振动,且捕捉到频率锁定的现象,而且发现随着转速的提高,固有频率也增大.另外,本文还得到了压比、预旋度对密封转子自激振动的影响规律.
关键词:
转子密封系统
,
Navier-Stokes方程
,
流固耦合
,
流体激振
金琰
,
袁新
,
申炳
工程热物理学报
本文采用流固耦合的数值方法研究了机翼在0°～50°攻角下的颤振.计算结果表明,随着来流攻角α0的增大,机翼的固有频率对颤振的影响越来越大,颤振由线性的强迫振动逐渐发展成为非线性的自激振动,而当α0增加到一定程度以后,大尺度分离流交替地从机翼头部和尾部产生,机翼和流场会发生共振,引起机翼的失速颤振.
关键词:
失速颤振
,
流固耦合
,
数值模拟
,
非定常分离流
王军雷
,
冉景煜
,
丁林
,
张敏
,
张力
工程热物理学报
本文设计了一种基于涡激振动的流体动能收集装置.该器件主要包括钝体和PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电悬臂梁,涡街的交替脱落引起梁发生振动,通过压电效应将振动能量转为电能.基于流固耦合计算对该结构压电能量收集特性,以及压电悬臂梁的升阻力系数、振幅和频率等特性进行了数值分析,并着重研究圆柱型钝体与PVDF压电悬臂梁的位置对装置发电效率的影响.结果表明,圆柱与悬臂梁直接相连(即L=0.5D)会得到较高电压输出,在雷诺数Re=6000时,振幅峰值为A=0.97D,输出电压峰值达到0.923 V.
关键词:
能量收集
,
压电效应
,
流固耦合
,
大变形
