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.

• 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