Детальная информация

Название: Численное моделирование ламинарного обтекания квадратного цилиндра, совершающего вращательные колебания: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 03.03.01 «Прикладные математика и физика» ; образовательная программа 03.03.01_01 «Математические модели и вычислительные технологии в гидроаэродинамике и теплофизике»
Авторы: Забелло Константин Константинович
Научный руководитель: Смирновский Александр Андреевич
Другие авторы: Щур Николай Алексеевич
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Физико-механический институт
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2022
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: деформируемые расчётные сетки; квадратный цилиндр; вынужденные вращательные колебания; deformable calculation grid; square cylinder; forced rotational oscillations; flag-s
Тип документа: Выпускная квалификационная работа бакалавра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Уровень высшего образования: Бакалавриат
Код специальности ФГОС: 03.03.01
Группа специальностей ФГОС: 030000 - Физика и астрономия
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2022/vr/vr22-1022
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Дополнительно: Новинка
Ключ записи: ru\spstu\vkr\17195

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие 'Загрузить' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

Тема выпускной квалификационной работы: «Численное моделирование ламинарного обтекания квадратного цилиндра, совершающего вращательные колебания». Задачи, которые решались в ходе работы:• Реализация алгоритма деформации для неструктурированных сеток в программном комплексе Flag-s.• Верификации методики расчёта пакетом Flag-s с использованием алгоритма деформации расчетной сетки на примере задачи о вынужденных вращательных колебаниях квадратного цилиндра в ламинарном потоке.• Исследование вынужденных колебаний квадратного цилиндра в ламинарном потоке при числе Рейнольдса 100.Работа проведена c использованием кода Flag-s, разрабатываемого в секции гидроаэродинамки Высшей школы прикладной математики и вычислительной физики Физико-механического института СПбПУ, в который были внедрены модули ответственные за алгоритм деформации сетки. Для девяти различных вариантов колебаний цилиндра были получены силовые характеристики, определены Фурье-спектры колебаний подъёмной силы. Рассмотрены поля завихренности и давления вблизи цилиндра. Осуществлена кроссплатформенная верификация с использованием коммерческого пакета ANSYS Fluent. Получено хорошее совпадение результатов Fluent и Flag-s. Воспроизведены все эффекты, наблюдаемые в литературе. Обнаружен непостоянный фазовый сдвиг между сходом вихрей и углом поворота квадрата для одного из варианта колебаний цилиндра.

The subject of the graduate qualification work is «Numerical simulation of laminar flow over a rotationally oscillating square cylinder». The research set the following goals:• Implementation of the deformation algorithm for unstructured meshes in the Flag-s.• Verification of the computational method by the Flag-s using the grid deformation algorithm on the example of the problem of forced rotational oscillations of a square cylinder in a laminar flow.• Investigation of forced oscillations of a square cylinder in a laminar flow at a Reynolds number 100.The work was carried out using the Flag-s code, developed in the Hydroaerodynamics section of the Higher School of Applied Mathematics and Computational Physics of the Institute of Physics and Mechanics of St. Petersburg State University, in which a module with a mesh deformation algorithm was introduced. Force characteristics were obtained for nine different variations of cylinder vibrations, and Fourier spectra of lift vibrations were determined. Vorticity and pressure fields near the cylinder are considered. Cross-platform verification was carried out using the commercial package ANSYS FLUENT.A good match of the results of Fluent and Flag-s was obtained. All the effects observed in the literature are reproduced. A non-constant phase shift has been detected for one of the cylinder oscillation variants between the separation of vortices and the angle of rotation of the square.

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать Печать Загрузить
Внешние организации №2 Все Прочитать
Внешние организации №1 Все
Интернет Авторизованные пользователи СПбПУ Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ, №2) Прочитать
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ, №1)
-> Интернет Анонимные пользователи

Оглавление

  • Введение
  • Метод деформируемых неструктурированных сеток в задачах гидродинамики.
    • Уравнение гидродинамики на деформируемой сетке.
    • Алгоритм деформации сетки
    • Реализация и тестирование алгоритма деформации сетки
      • Описание кода SINF/Flag-S
      • Основные модификации
      • Тестирование алгоритма деформации.
  • Обтекание однородным ламинарным потоком квадратного цилиндра, совершающего вынужденные вращательные колебания
    • Методические исследования. Обтекание неподвижного квадратного цилиндра, Re = 100.
      • Исследование влияния размеров расчётной области.
      • Исследование сеточной сходимости. Выбор топологии сетки вблизи цилиндра.
    • Обтекание квадратного цилиндра, совершающего вынужденные вращательные колебания, Re = 100.
      • Методические исследования.
      • Результаты и обсуждение.
  • Заключение
  • Перечень использованных источников

Статистика использования

stat Количество обращений: 1
За последние 30 дней: 0
Подробная статистика