Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng dòng chảy chéo xung quanh các phần của con tàu bằng mô hình xung lớn
Tóm tắt
Công trình hiện tại được thúc đẩy bởi các hiện tượng xảy ra trong trường dòng chảy quanh các thân tàu giống như thuyền dưới dòng chảy bên vào (dòng chảy chéo, góc trôi 90°). Dòng chảy không ổn định ba chiều quanh các phần khác nhau của tàu được nghiên cứu bằng cách sử dụng các công cụ động lực học chất lỏng tính toán (CFD) với mô hình xoáy lớn (LES) cho sự không ổn định quy mô dưới. Kết quả mô phỏng được so sánh với các phép đo tại một số số Reynolds trong khoảng 90–200.000. Mục tiêu chính trong cuộc điều tra của chúng tôi là đặc trưng hóa chuyển động của các cấu trúc xoáy do dòng chảy bị tách ra tạo ra. Một mục tiêu khác trong nghiên cứu là thu nhận được sự hiểu biết tốt hơn về lực thủy động lực học tác động lên các phần. Các hệ số áp suất và lực kéo được tính toán được so sánh với các phép đo thực nghiệm. Sự so sánh giữa các mô phỏng và các phép đo cho thấy mô hình LES có thể dự đoán chi tiết trường dòng chảy quanh các phần của tàu và các lực thủy động lực học tác động lên các phần.
Từ khóa
#dòng chảy chéo #mô phỏng xung lớn #động lực học chất lỏng #lực thủy động lực học #cấu trúc xoáyTài liệu tham khảo
Yu D, Kareem A (1998) Parametric study of flow around rectangular prisms using LES. J Wind Eng Ind Aerodyn 77–78:653–662
Shimada K, Ishihara T (2002) Application of a modified k–ε model to the prediction of aerodynamic characteristics of rectangular cross-section cylinders. J Fluids Struct 16(4):465–485
Nakamura Y, Ohya Y, Ozono S, Nakayama R (1996) Experimental and numerical analysis of vortex shedding from elongated rectangular cylinders at low Reynolds numbers 200-103. J Wind Eng Ind Aerodyn 65(1–3):301–308
Krajnovic, S., and Davidson, L.: Flow around a three-dimensional bluff body In: Proceedings of 9th International Symposium On Flow Visualisation, Heriot-Watt University, Edinburgh, 1–9 (2000)
Sohankar A (2008) Large eddy simulation of flow past rectangular-section cylinders: side ratio effects. J Wind Eng Ind Aerodyn 96(5):640–655
Bruno L, Fransos D, Coste N, Bosco A (2010) 3d flow around a rectangular cylinder: a computational study. J Wind Eng Ind Aerodyn 98(6–7):263–276
Kuroda M, Tamura T, Suzuki M (2007) Applicability of les to the turbulent wake of a rectangular cylinder—comparison with PIV data. J Wind Eng Ind Aerodyn 95(9):1242–1258
Pan X-Q, Shen Q, Chen X-J, Sun H-C (2006) Hydrodynamic optimization of performance of blunt ships. J Hydrodyn, Ser B 18(3):337–342
Arslan, T., Pettersen, B., and Andersson, H. I. Calculations of the flow around rectangular shaped floating structures. In: Proceedings of Thirteenth International Conference on Wind Engineering, Amsterdam, The Netherlands, 523–530 (2011)
Arslan, T., Malavasi, S., Pettersen, B., and Andersson, H. I. Experimental and numerical study of the flow around a semi-submerged rectangular cylinder. In: Proceedings of ASME 2012 31st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Rio de Janeiro, Brazil, 799-808 (2012)
Malavasi S, Guadagnini A (2007) Interactions between a rectangular cylinder and a free-surface flow. J Fluids Struct 23(8):1137–1148
Aarsnes, J. V.: Current forces on ships. Dr. ing. Thesis, Norwegian Inst Technol, Trondheim (1984)
Aarsnes, J. V., Falthinsen, O. M., and Pettersen, B. Application of a vortex track-ing method to current forces on ships. In: Proceedings of Proc. Conf. Separated Flow around Marine Structures, Trondheim, 309–346 (1985)
Arslan, T., Pettersen, B., Visscher, J., Muthanna, C., and Andersson, H. I. Numerical and experimental study of the flow around two ship sections side-by-side. In: Proceedings of ASME 2014 33st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, San Francisco, CA (2014)
Arslan T, Pettersen B, Andersson HI (2014) Investigation of the flow around two interacting ship-like sections. J Fluids Eng 137(4):041205
Fathi, F., Klaij, C., and Koop, A. In: Predicting loads on a LNG carrier with CFD. In: Proceedings of ASME 2010 29th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, American Society of Mechanical Engineers, 427–440 (2010)
Smagorinsky J (1963) General circulation experiments with the primitive equations. Mon Weather Rev 91(3):99–164
Sweby PK (1984) High resolution schemes using flux limiters for hyperbolic conservation laws. SIAM J Numer Anal 21(5):995–1011
Jakobs, D. A. H.: Preconditioned conjugate gradient methods for solving systems of algebraic equations. In: Proceedings of Central Electricity Research Laboratories Report, RD/L/N193/80 (1980)
Arslan, T., Khoury, G. K. E., Pettersen, B., and Andersson, H. I.: Simulations of flow around a three-dimensional square cylinder using LES and DNS. In: Proceedings of Seventh International Colloquium on Bluff Bodies Aerodynamics and Applications, Shanghai, China, 909–918 (2012)
Bruno L, Salvetti MV, Ricciardelli F (2014) Benchmark on the aerodynamics of a rectangular 5: 1 cylinder: an overview after the first four years of activity. J Wind Eng Ind Aerodyn 126:87–106
Lysenko DA, Ertesvåg IS, Rian KE (2014) Large-eddy simulation of the flow over a circular cylinder at Reynolds number 2 × 104. Flow Turbul Combust 92(3):673–698