基于角動量尾跡控制法的方柱流動控制仿真研究.pdf

1、隨著（超）高層建筑物等輕柔結(jié)構(gòu)的涌現(xiàn)，抗風(fēng)設(shè)計逐漸成為各種結(jié)構(gòu)設(shè)計所要考慮的重要環(huán)節(jié)。角動量尾跡控制法是一種非常有效且應(yīng)用前景較好的主動控制措施，深入研究該措施對鈍體結(jié)構(gòu)氣動力和流場特性的影響對抗風(fēng)設(shè)計來說具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。本文基于Fluent平臺，對角動量尾跡控制法進行了參數(shù)優(yōu)化，分析了旋轉(zhuǎn)圓柱的直徑和位置參數(shù)對單方柱流動控制效果的影響，確定了最優(yōu)模型參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，進一步研究了不同條件下單方柱和雙方柱的流動控制效果，為

2、抗風(fēng)設(shè)計提供參考。本文的研究內(nèi)容主要分為以下幾個部分：
　　在低雷諾數(shù)條件下（Re=200），模擬了單方柱和標準方柱繞流，分析了漩渦脫落形成的過程及其流場特性，并將模擬結(jié)果與以往研究進行了對比，確定了數(shù)值模型的可靠性；同時，進一步研究了大直徑旋轉(zhuǎn)圓柱下角動量尾跡控制法的流動控制機理，詳細分析了單方柱升阻力系數(shù)、頻率特性及風(fēng)壓分布隨角動量大小的變化規(guī)律，并探究了角動量的注入對其尾流結(jié)構(gòu)和風(fēng)速脈動程度的影響，為下一步的參數(shù)優(yōu)化奠定了基

3、礎(chǔ)。
　　采用角動量尾跡控制法對旋轉(zhuǎn)圓柱直徑在0.02D~0.10D（D為方柱邊長）范圍內(nèi)的流動控制效果進行了研究，分析了方柱氣動力和流場結(jié)構(gòu)隨直徑參數(shù)的變化規(guī)律，得到了旋轉(zhuǎn)圓柱的最優(yōu)直徑大??；基于最優(yōu)直徑參數(shù)，研究了旋轉(zhuǎn)圓柱沿方柱側(cè)風(fēng)面順風(fēng)向和橫風(fēng)向的布置方式對流動控制效果的影響，得到了旋轉(zhuǎn)圓柱的有效布置范圍及其最佳位置，從而確定了角動量尾跡控制法的最優(yōu)模型參數(shù)。在最優(yōu)控制模型基礎(chǔ)上，研究了不同風(fēng)向角下的單方柱流動控制效果，得到