|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Свободные и вынужденные колебания цилиндра в потоке вязкой жидкостидипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Алексюк А.И.
- Автор: М.А. Малахов
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2020
- Аннотация: Изучается задача двумерного обтекания кругового цилиндра, совершающего поперечные колебания в потоке вязкой несжимаемой жидкости. Рассматриваются следующие вариации постановки задачи: (1) вынужденные колебания с заданной амплитудой и частотой; (2) свободные колебания упруго закрепленного цилиндра, движение которого описывается уравнением колебаний с внешней силой, определяемой путем решения задачи обтекания; (3) к описанным выше двум задачам добавляется еще одна степень свободы – автовращение, возникающее под действием ненулевого момента сил трения. Первые две проблемы хорошо известны, им посвящено множество экспериментальных и теоретических работ, поскольку они являются каноническими задачами, на примере которых изучаются фундаментальные свойства взаимодействия колеблющегося тела с потоком. Актуальным является изучение активных и пассивных способов воздействия на такие течения с целью подавления или усиления колебаний тела; а также исследование некоторых малоизученных режимов срыва вихрей, например, так называемый режим C (от слова “Coalescence”), при котором возникают группы сливающихся вихрей. В дипломной работе в качестве пассивного способа воздействия рассматривается третья постановка. Исследования проводятся на основе программы численного решения уравнений Навье-Стокса, подготовленной автором работы – уравнения решаются в переменных функция тока-завихренность конечно-разностным методом. В качестве тестирования были воспроизведены опубликованные ранее результаты по задачам о вынужденных и свободных колебаниях тела в потоке вязкой жидкости и об обтекании вращающегося с постоянной скоростью цилиндра – все результаты хорошо согласуются с известными данными. На основе обширных параметрических расчетов в работе анализируются смены режимов течения, при которых происходит существенное изменение структуры вихревого следа и поведения интегральных характеристик, синхронизация частот колебаний тела и срыва вихрей. Особое внимание уделено экзотическому режиму вынужденных колебаний со слиянием срывающихся вихрей в ближнем следе и режимам свободных колебаний цилиндров с малыми коэффициентами массы. Была предпринята попытка воздействовать на поперечные колебания с помощью автовращений. Показано, что в рассматриваемом диапазоне параметров данный способ воздействия на течение не позволяет добиться существенного изменения характеристик течения даже при малых коэффициентах инерции тела.
- Добавил в систему: Алексюк Андрей Игоревич