均匀来流中柔性体流固耦合数值模拟

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1、命Ｓ辟芩在名大彥ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕士学位论文戀賴中娜娜合教獅论文题目＿＿魏恒作者姓名祕＾学学科专业嫩教缓味夕云級导师姓名二〇一八年五月完成时间＂Ｉ！中囯科学技术大学硕士学位论文＿论文题目：ｍｘ作者姓名：ＭＭ学科专业：流体力学导师姓名：黄海波教授陆夕云教授二一八完成时间：零年五月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙ

2、ｇｙ’ＡｔｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｆＦｌｅｘｉｂｌｅＢｏｄｉｅｓｉｎＵｎｉｆｏｒｍＦｌｏｗ’，ＡｕｔｈｏｒｓＮａｍｅ：ＨｅｎｇＷｅｉＳｅｃｉａｌｉｔ：ＦｐｙｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆｐ．ＨａｉｂｏＨｕａｎｇ－Ｐｒｏｆ．ＸｉＹｕｎＬｕＦｉｎｉｓｈｅｄＴｉｍｅ：Ｍａ２０１８ｙ，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外

3、，论文中不包含任何他人已经发表或一撰写过的研究成果。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期ｄ）：ＸＩ中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学，即拥有学位论文的部分使用权：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，，允许论文被查阅和借阅可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

4、保密的学位论文在解密后也遵守此规定。？□保密）开（年＾作者签名：导师签名：ｈ故签字日期：喝签字闩期：＾摘要摘要本文主要通过柔性体流固耦合方法数值模拟了二维情况下串联柔性圆环及串联柔性倒置板在均匀来流中的拍动方式和受到阻力问题。本文的主要工作及研宄成果如下：（１）采用格子波尔兹曼方法来数值模拟流体的流动。二维有限元方法来数值模拟二维柔性环及柔性倒置板的变形。同时还采用了浸入边界法来耦合流固之间的相互作用力。２数值模拟研宄了两个串联柔性环在均匀来流中的相互作用，两柔性环在前端固（）一定，其余部分自由拍动，，后。研

5、究柔性环的拍动及受力发现在定距离下方圆环会发生阻力突降现象。通过流场模态来分析突降现象出现的原因。同时发现拉伸刚度的改变会影响后方圆环发生阻力突降的位置。若令后方圆环可沿横一向自由运动，我们发现在定距离范围内，后环会改变横向平衡位置来自主地寻找阻力较低的位置，同时后环发生阻力突降的距离减小。３数值模拟研宄了多个串联柔性倒置板在均匀来流下的相互作用问题，柔性倒置（）板后端固定，其余部分可自由摆动，。研究其摆动及弯曲能发现对于简单的流一向串联倒置板，在定的距离内，后方倒置板的摆动受到抑制。其摆动振幅减小，受到的阻力及弯曲能也随之降低。为了使倒

6、置板获得更多的弯曲能，研宄了横向为周期性边界条件的无穷多组串联倒置板问题。在直线排列和交错排列下，后方倒置板均可以大幅增强摆动幅度，并获得更大的弯曲能。通过对前后板涡的融合机制的研宄解释了后方倒置板振幅增大及弯曲能增强的原因，并通过对有限多组串联倒置板的研究，确定了这种排列方式使串联倒置板获得更多的弯曲能的有效性。关键词，：格子玻尔兹曼方法，浸入边界条件柔性体流固耦合，涡融合模态，减阻效应。－－ｉＡｂｓｔｒａｃｔ，ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓａｅｒ－ｐｐ，ｔｈｅｆｌｕｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｅ

7、ｔｈｏｄｆｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｂｏｄｙｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｆｌａｐｐｉｎｇｍｏｄｅａｎｄｔｈｅｄｒａｒｅｄｕｃｔｉｏｎ＞ｒｏｌ）ｌｅｍｏｆｔｗｏｔａｎｄｅｍｆｌｅｘｉｂｌｅｒｉｎｓｇ］ｇａｎｄａｓｅｒｉｅｓｆｌｅｘｉｂｌｅｉｎｖｅｒｔｅｄｆｌａｓｎａｗｏ－ｅｎｓｏｎｕｎｒｍｆｌｏｗｎｕｍｇｉｔｄｉｍｉｉｆｏｅｒｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｍａｎｗｏｒｋａｎｄｒｈｒｌｔｔｈｉｓｒｅａｓｒｅｓｅｎｔｅｄｆｌｌ：ｉｅｓｅａｒｃｅｓｕｓｏｆａｅ