基于温度体模型的动网格生成方法及在流固耦合振动中的应用

陈炎;曹树良;梁开洪;祝宝山

振动与冲击 ›› 2010, Vol. 29 ›› Issue (4) : 1-5.

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振动与冲击 ›› 2010, Vol. 29 ›› Issue (4) : 1-5.
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基于温度体模型的动网格生成方法及在流固耦合振动中的应用

  • 陈炎; 曹树良; 梁开洪 ;祝宝山
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A NEW DYNAMIC GRIDS BASED ON TEMPERATURE ANALOGY AND APPLICATION IN VIBRATION ENGINEERING OF FLUID – SOLID INTERACTION

  • CHEN Yan;CAO Shuliang;LIANG Kaihong;ZHU Baoshan
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摘要


提出温度体模型动网格生成方法,并将其应用于流固耦合算法,生成物体振动过程中的动态网格。温度体模型动网格方法将运动边界的位移映射为求解域的温度边界条件,以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程求解得到计算域内的温度分布,将求解得到的温度分布作为网格节点的动态位移。基于温度体模型的动网格方法物理意义清晰,算法实现简单,能够快速而有效地生成高品质的动态网格,特别在边界位移大的情况下与其他网格生成方法相比有较大的优势。最后采用流固耦合有限元算法求解了定浆式轴流泵强迫振动过程中连锁特性和柱体由于旋涡脱落诱发自激振动两个工程问题。其中流场采用基于特征线方程的分离算法进行求解,固体场采用Newmark方法进行求解,在计算过程中采用温度体模型生成动态网格。结果表明本文发展的算法性能优异,能有效解决流固耦合中的振动问题。



Abstract

A new dynamic grids method is presented by using temperature analogy. The displacement of the moving boundary is considered as temperature boundary conditions, the internal nodes’ displacement is obtained by solving energy equation or heat conduction equation. The temperature analogy is used to solve fluid-structural interaction problem. Examples include forced vibration of a thin cambered blade and vortex induced free vibration of cylinder. Compared with other methods, the temperature analogy is more efficient and robust. The results show the temperature analogy can effectively solve the dynamic grids problems in the vibration engineering.

关键词

动态网格 / 流固耦合 / 温度体模型 / 强迫振动 / 自激振动

Key words

dynamic grids / temperature analogy / fluid-solid interaction / forced vibration / free vibration

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陈炎;曹树良;梁开洪;祝宝山. 基于温度体模型的动网格生成方法及在流固耦合振动中的应用[J]. 振动与冲击, 2010, 29(4): 1-5
CHEN Yan;CAO Shuliang;LIANG Kaihong;ZHU Baoshan. A NEW DYNAMIC GRIDS BASED ON TEMPERATURE ANALOGY AND APPLICATION IN VIBRATION ENGINEERING OF FLUID – SOLID INTERACTION [J]. Journal of Vibration and Shock, 2010, 29(4): 1-5

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