用大涡模拟计算流致振动的流体激励力
新风机出风口减噪结构的优化设计
新风机出风口减噪结构的优化设计摘要：通过CFD技术，我们研究了三种不同的新型风口结构，并发现了一种能够降低噪声的方案。
我们发现，采用圆形螺旋式的风口，能够达到较高的降噪性能。
此外，我们还通过模拟计算发现，除了风机本身，所有的测量点都处于0~250Hz的高频，因此，我们建议将一种能够降低低频噪声的隔音材料安装在新型风机的内部。
经过基频检查，我们发现这种模型是有效的。
新风机出风口噪声问题一直是建筑环境中的重要难题之一。
对新风机出风口减噪结构进行优化设计的研究意义在于，可以有效地降低室内噪声，提高建筑环境的舒适度和品质，同时也能够提高建筑能源利用效率，实现可持续发展。
此外，新风机出风口减噪结构的研究还有助于推动建筑节能减排、绿色环保等方面的发展，具有重要的实际应用价值和社会意义。
关键词：住宅新风机；圆形螺旋风口；声压分布；数值模拟前言现在，由于人们越来越关注室内环境的健康，新型的空调系统正在越来越多地被广泛应用。
然而，这些系统的工作噪音会严重干扰人的日常工作。
这些噪音可能来自于风扇的转速、电机的电磁波和振荡等因素。
随着人们生活水平的不断提高和环保意识的增强，新型住宅的建设成为了现代社会中不可或缺的一部分。
然而，在现代住宅中，封闭式建筑使得室内空气质量难以得到有效保障，而新风系统的普及和使用成为了解决这一问题的重要手段。
但是，由于新风系统在排风过程中会产生噪音，给人们带来一定的困扰和影响生活质量，因此减少新风系统产生的噪音已成为研究的热点。
本文通过数值模拟，我们发现三种不同的送风口结构，即圆形、圆形螺旋和矩形，能够有效地降低设备的空调系统的气动噪音。
通过这些发现，我们可以找到更加经济实惠的送风口，从而使得整个系统更加安静、舒适。
1数值计算模型的建立根据图1，为了更好地展现新风机送风仓体的结构，我们使用了SolidWorks软件进行建模和设计。
首先，我们绘制了送风仓体的壁面结构，包括壁板、支撑和进风口等部分。
海底管道悬跨段流致振动实验研究及涡激力模型修正
第24卷第12期 V ol.24 No.12 工 程 力 学 2007年 12 月 Dec. 2007 ENGINEERING MECHANICS153———————————————收稿日期：2006-03-25：修改日期：2006-07-16基金项目：国家自然科学重点基金资助项目(50639030)；教育部博士点基金资助项目(20050423002)作者简介：*黄维平(1954)，男，浙江人，教授，博士，博导，主要从事海洋工程研究(E-mail: wphuang@)； 王爱群(1955)，男，山东人，教授，学士，主要从事水利学试验研究(E-mail: ghaq@)；李华军(1962)，男，山东人，教授，博士，博导，院长，主要从事海洋工程研究(E-mail: huajun@).文章编号：1000-4750(2007)12-0153-05海底管道悬跨段流致振动实验研究及涡激力模型修正*黄维平，王爱群，李华军(中国海洋大学海岸与海洋工程研究所，青岛 266071)摘 要：对输送液体的模型管道进行了涡激振动试验研究，试验结果表明：当理论涡脱频率与管道的固有频率不一致时，作用在振荡管道上的涡激力并非简谐扰力，而是具有一定带宽的窄带随机扰力。
因此，管道的涡激振动响应也是一个随机过程。
当理论涡脱频率与管道的固有频率接近时，管道的涡激振动响应逼近简谐振动。
试验结果也表明：作用在振荡圆柱体上的涡激力频率不仅是流速和圆柱体直径的函数，也是圆柱体固有频率的函数。
关键词：海底管道；涡致振动；试验研究；斯特罗哈频率；涡激升力 中图分类号：TU311.3 文献标识码：AEXPERIMENTAL STUDY ON VIV OF SPAN OF SUBSEA PIPELINEAND IMPROVED MODEL OF LIFT FORCE*HUANG Wei-ping , WANG Ai-qun , LI Hua-jun(Institute of Coastal and Offshore Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266071, China)Abstract: Tests for the vortex-induced vibration (VIV) of the models of subsea pipeline with internal flow have been carried out. The results show that if there is a big difference between vortex shedding frequency and natural frequency of cylinder, the lift force acting on oscillating cylinder is a stochastic force with narrow bandwidth and if there is a little difference between them, the response of models is periodic oscillation. It is also revealed that the frequency of vortex shedding on oscillating cylinder will change with not only the velocity of fluid and the diameter of the cylinder, but also natural frequency of the cylinder.Key words: subsea pipeline; VIV; experimental study; Strouhal frequency; lift force浅海石油开发中，由于海底冲刷而导致海底管道出现悬空现象常常困扰油田的安全生产，悬跨段的流致涡激振动将引起管道的疲劳破坏。
涡激振动的力学原理
涡激振动的力学原理涡激振动是指在流体中发生的一种特殊的振动现象，它的产生是由于流体中涡旋的运动引起的。
涡激振动在工程领域中经常出现，对结构和设备的振动响应、疲劳寿命和安全性能等产生重要影响。
因此，深入理解涡激振动的力学原理对于工程设计和结构疲劳分析具有重要的意义。
涡激振动的力学原理可以从流体动力学的角度进行解释和理解。
在流体中，涡旋是流体的高速旋转区域，其附近压力较低，速度较高。
涡旋的大小和形状取决于流体流动的速度、粘度和直径等因素。
在流体中存在涡旋时，流体会在涡旋周围产生压力和摩擦力。
当涡旋的大小和形状发生变化时，压力和摩擦力的作用会导致结构和设备发生振动。
涡激振动的产生原因主要有两方面：一是涡旋大小和形状的变化引起的压力和摩擦力的变化；二是涡旋与结构或设备之间的相互作用。
首先，涡旋大小和形状的变化会引起压力和摩擦力的变化。
涡旋的变化可以通过两种方式进行，即由于流体速度的变化或由于流体粘度和直径的变化。
当流体速度增大或减小时，涡旋的大小和形状也会相应变化。
在涡旋附近，流体速度的变化会引起压力和摩擦力的变化，从而导致结构和设备发生振动。
其次，涡旋与结构或设备之间的相互作用也会引起振动。
当涡旋与结构或设备相互作用时，会产生压力和摩擦力，从而使结构或设备发生振动。
涡激振动的产生与涡旋的频率、幅值和方向等相关，而这些因素又与流体速度、涡旋的大小和形状等因素密切相关。
涡激振动的发生在许多工程实践中都有所体现，例如，在桥梁、建筑物和石油平台的设计中，涡激振动会导致结构的疲劳破坏和振动响应增加，从而影响结构的安全性能和使用寿命。
因此，在工程设计和结构疲劳分析中，需要考虑涡激振动的力学原理，以减小涡激振动对结构和设备的影响。
综上所述，涡激振动是由于流体中涡旋的运动引起的一种特殊的振动现象。
其产生是由于涡旋大小和形状的变化引起的压力和摩擦力变化，以及涡旋与结构或设备之间的相互作用所导致的。
深入理解涡激振动的力学原理对于工程设计和结构疲劳分析具有重要的意义。
科学网大涡模拟
科学网大涡模拟大涡模拟（LES）基本思想是：紊流的流动是由许多大小不同尺度的旋涡组成，大尺度的涡对平均流动影响较大，各种变量的紊流扩散、热量、质量和能量的交换以及雷诺应力的产生都是通过大尺度的涡来实现的，而小尺度的涡主要对耗散起作用，通过耗散脉动来影响各种变量。
因而大涡模拟是把包括脉动运动在内的湍流瞬时运动通过某种滤波方法分解成大尺度涡和小尺度涡两部分，大尺度涡通过N-S方程直接求解，小尺度涡通过亚网格尺度模型，建立与大尺度涡的关系对其进行模拟。
数值实验证明雷诺时均方法在模拟复杂流动现象如涡脱落、浮力影响、流线弯曲、旋转和压缩运动时会遇到难以克服的困难，对台阶后回流长度的预测总是偏大等，而LES在复杂流动的模拟中可以得到很多雷诺时均方法无法获得的紊流运动的细微结构和流动图像。
与雷诺平均模型相比，大涡数值模拟的亚格子模型具有较大的普适性。
湍流大涡数值模拟方法中需要封闭的量是亚格子应力，它和大尺度脉动的相关微弱。
亚格子应力是不可解小尺度脉动和可解尺度之间的动量交换，它和强烈依赖于流动边界的大尺度脉动相关性很小，因此合理的亚格子模型将有较大的普适性。
湍流大涡数值模拟可以获得流动的动态特性，而雷诺平均模型只能提供定常的气动力特性。
湍流大涡数值模拟的解包含大于过滤尺度的所有脉动，由此可以获得速度谱以及气动力谱等,这些动态气动力特性对于近代航天器设计是十分重要的。
说一下对壁面的模拟，如果选的网格尺度较小，可以模拟出壁面涡的生成，目前国内对LES研究较多的是清华和南航，我试了我们这儿仅两个cpu的服务器就能算200万的网格。
这儿向大家推荐一篇文章，可能有人已经看过，我相信不管大家做哪个方向，只要是做湍流，或多或少都有收获，张兆顺在第六届流体力学大会上做的报告－－走近湍流。
FLUENT大涡模拟的相关知识用N-S方程描述大涡，用亚格子尺度模型描述小涡耗散和对大涡的反馈，通过在N-S方程中加入附加应力（亚格子应力）表示；大涡模拟的过程：先把小尺度脉动用滤波的方式过滤，得到大尺度运动的控制方程（滤波后的），再向方程中引入亚格子尺度附加应力项。
CFD中的LES大涡模拟
CFD中的LES⼤涡模拟1引⾔湍流运动是⽬前计算流体⼒学中困难最多因此也最活跃的领域之⼀。
当湍流存在，则住在其他相关的流动现象，并引致能量耗散、混合以及传热。
没有三维的涡，则没有真正的湍流，因为只有在三维的流动中，涡旋才能进⾏伸展并产⽣新的涡旋。
⽬前可采⽤的数值计算⽅法分为三类：直接模拟（Direct Numerical Simulation，DNS）、⼤涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）和雷诺时均法（Reynolds-averaged Navier–Stokes，RANS）。
RANS经过长期的发展，已经⾮常成熟。
但RANS通过将速度进⾏平均后，并不能捕获湍流中的⼩涡结构。
同时，这些⼩涡基本是各项同性的。
另⼀⽅⾯，从主流中抽取能量的⼤涡却是各向异性，并且其和计算域的⼏何、边界、体积⼒⾼度关联。
在使⽤RANS的时候，整个流场中必须使⽤同⼀个湍流模型对各种尺度下的湍流进⾏解析，但通常⼤涡和⼩涡的表现是不同的。
因此研究学者对⼀种更完善的模型进⾏了探索。
不同于RANS，LES对⼤涡进⾏解析的同时对⼩涡进⾏模化。
LES认为⼤涡直接受边界条件的影响因此对其解析，但⼩涡是各项同性的因此他们表现相同，可以进⾏模化。
由于LES把⼩涡进⾏了模化，因此最⼩的⽹格单元需要⼤于Kolmogorov尺度（最⼩的涡旋尺度）。
同时LES的时间步可以⽐DNS⼤的多。
因此，对于给定的计算资源，相对于DNS，LES可以计算更⼤雷诺数的算例。
另外，不同于RANS中平均的概念，LES使⽤的是⼀种空间滤波技术。
LES模型的概念如下：1⾸先要确定⼀种滤波函数和截⽌尺度Δ。
这样，就可以对所有⼤于截⽌尺度的涡进⾏⾮稳态计算；2使⽤滤波函数对依时变量进⾏空间滤波操作，在这⼀步，⼩于截⽌尺度的涡被过滤掉；3在解析⼤涡和模化⼩涡的数学操作中，会产⽣⼀个亚格⼦尺度应⼒项（Sub-grid-scale Stress，SGS），亚格⼦尺度应⼒需要通过SGS模型来模化；在LES中，截⽌尺度Δ是⽤来表明“多⼤的涡才算⼤涡”的概念。
大型客机复杂可压缩流的大涡模拟主要研究方法
大型客机复杂可压缩流的大涡模拟主要研究方法一、大涡模拟基础1. 大涡模拟简介大涡模拟是一种将流场分解成小尺度湍流和大尺度湍流的方法。
在LES中，大尺度结构通过直接数值模拟来求解，而小尺度结构则通过子网格模型（sub-grid model）进行建模。
由于小尺度结构不再需要直接求解，因此可以使用更粗的网格来进行计算，从而减少计算量。
同时，LES还能够提供更加真实的湍流统计数据，如湍流强度、湍流长度等。
2. LES的优点和局限性与其他流体力学方法相比，LES有以下几个优点：（1）能够考虑湍流中的时间和空间尺度差异，提供更加真实的湍流信息；（2）计算结果对于网格的依赖性相对较小，使得计算可以在较粗的网格上进行；（3）LES能够模拟复杂流场，如湍流燃烧、多相流等。
虽然LES具有很多优点，但它也有一些局限性：（1）计算量较大，需要使用高性能计算机进行计算；（2）由于需要建立子网格模型，LES的结果可能受到模型误差的影响；（3）由于直接数值模拟只考虑了大尺度结构，因此对于小尺度结构的预测可能存在误差。
二、大涡模拟在大型客机流场研究中的应用1. 大涡模拟在飞行器气动力学研究中的应用大型客机的外形复杂，流场也非常复杂。
对于这样的流场，传统的计算流体力学方法可能无法准确地预测气动力学行为。
因此，大涡模拟成为研究大型客机流场的一种重要方法。
在大涡模拟中，通过将流场分解成大尺度结构和小尺度结构，可以更加准确地模拟大型客机流场中的湍流现象。
大涡模拟还能够提供更加真实的气动力学数据，如升阻比、气动力矩等。
这些数据对于飞机设计和优化非常重要。
2. 大涡模拟在飞行器噪声研究中的应用随着人们对噪声污染的关注度不断提高，飞机噪声研究也越来越受到关注。
大型客机飞行时产生的噪声主要来自于引擎和机翼表面的湍流。
由于湍流现象非常复杂，传统的计算流体力学方法无法准确地预测噪声的产生和传播。
因此，大涡模拟成为研究飞机噪声的一种重要方法。
通过大涡模拟，可以更加准确地模拟湍流现象，从而预测噪声的产生和传播方式。
计算流体力学论文
自然环境和工程装置中的流动常常是湍流流动，模拟任何实际过程首先遇到的就是湍流问题，而湍流问题本身又是流体力学理论上的难题。
对湍流最根本的模拟方法是在湍流尺度的网格尺寸内求解瞬态的三维N-S 方程的全模拟方法，此时无需引进任何模型。
然而由于计算方法及计算机运算水平的限制，该种方法不易实现。
另一种要求稍低的方法是亚网格尺寸度模拟即大涡模拟（LES ），也是由N-S 方程出发，其网格尺寸比湍流尺度大，可以模拟湍流发展过程的一些细节，但由于计算量仍然很大，只能模拟一些简单的情况，直接应用于实际的工程问题也存在很多问值题[1]。
目前数模拟主要有三种方法：1.平均N-S 方程的求解，2.大涡模拟（LES ），3.直接数值模拟（DNS ），而模拟的前提是建立合适的湍流模型。
2、基本湍流模型常用的湍流模型有： 零方程模型：C-S 模型，由Cebeci-Smith 给出；B-L 模型，由Baldwin-Lomax 给出。
一方程模型：来源由两种，一种从经验和量纲分析出发，针对简单流动逐步发展起来，如Spalart-Allmaras(S-A)模型；另一种由二方程模型简化而来，如Baldwin-Barth(B-B)模型。
二方程模型：应用比较广泛的两方程模型有Jones 与Launder 提出的标准k-e 模型，以及k-omega 模型。
2.1 零方程模型上世纪30年代发展的一系列湍流的半经验理论，如Prandtl 的混合长度理论、Taylor 的涡量输运理论、von Karman 的相似性理论等，本质上即是零方程湍流模型。
零方程模型直接建立雷诺应力与平均速度之间的代数关系，由于不涉及代数关系故称为另方程模型：''m u u v yρρε∂-=∂ 其中m ε称为涡粘系数，他与分子的运动粘性系数ν有相同的量级。
对于一般的三维的情况，上式可写为：''223i j m ij ij u v S K ρεδ-=- K 为单位质量的湍流脉动动能。
大涡模拟
大涡模拟理论及应用
紊流力学
大涡模拟理论及应用
一、概述
实际水利工程中的水流流动几乎都是湍流。 湍流是空间上不规则和时间上无秩序 的一种非线性的流体运动，这种运动表现出非常复杂的流动状态，是流体力学中有名 的难题。100 多年来无数科学家投身到它的研究当中，从 1883 年 Reynolds 开始的层 流过渡到湍流的著名圆管实验到现在，对湍流的基础理论研究呈现出多个分支，其主 要方向有：湍流稳定性理沦、湍流统计理论、湍流模式理论、湍流实验、切变湍流的 逆序结构、湍流的大涡模拟和湍流的直接数值模拟。在这些方向当中，比较有代表性 的是湍流模式理论。 但它的平均运算却将脉动运动的全部行为细节一律抹平，丢失了 包含在脉动运动中的大量有重要意义的信息，而且各种湍流模型都有一定的局限性、 对经验数据非常依赖、预报程度较差。近代计算机技术的飞速发展给人们提供了解决 湍流问题的新途径， 公认比较有前途的是大涡模拟和直接数值模拟。但由于受到计算 机速度和容量的限制，直接数值模拟还仅限于低雷诺数的流动，对于高雷诺数的完全 数值模拟目前还不可能。 而大涡模拟是介于直接数值模拟和湍流模式理论之间的折衷 物，由于其具有较少的计算消耗和较高的计算精度，正显示出越来越强的生命力。
d d 32 ( Sij Sij ) µt = ρ Ls d d 54 ( Sij Sij )5 2 + (Sij Sij )
2
d 其中： Ls 和 Sij 在 WALE 模型中分别定义如下：
Ls = min(kd , CωV 1 3 )
∂ui 1 2 1 d 2 Sij = ( gij + g2 ji ) − δ ij g kk , g ij = 2 3 ∂x j
在 FLUENT 中，默认的 WALE 常数 Cω 是 0.325，发现将它用于流量范围跨度大 的地方能取的很满意的效果。 其余符号的含义与 Smagorinsky-Lilly 模型相同。 结合这 个，WALE 模型返回了正确的壁墙界流动的渐进行为。 （4）动态动能亚网格模型 原来的和动态的 Smagorinsky-Lilly 模型，如前所述，本质上是代数模型，在这里 亚格子尺度应力已经参数化应用解析的尺度。 其基本假设是平衡通过电网过滤器能量 传递的规模和小亚网格尺度耗散的动能， 亚网格尺度湍流能够较好的模拟亚格子尺度 湍流动能的输送。在 FLUENT 中，动态亚格子尺度动能模型引用了 Kim 和 Menon 的 模型。亚网格尺度动能定义如下：
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构对 Ｎ． 方程不作任何形式的模化和简化 ，利用 ｓ 极细密的网格直接数值求解 Ｎ． ｓ方程 ，即 Ｄ Ｓ Ｎ 。 但是 ，现代计算机的储存能力和运算速度尚不足 以求解 任何 问题 。因此 ，人们 提 出 了许 多湍 流 的 计算模型。对于工程 中的湍流时均效应 ，可以用 基于雷诺应力的统计方程来加 以计算 ，但是方程 中会 出现雷诺应力和湍动扩散通量 ，使得方程不
随着计算机及计算方法的发展 ，直接求解流 场并把流场参数转化成结构激励载荷 的方法成为 可 能 。但是 ，目前 受到 湍流 某些 特性 的限制 ，完 全求解流场参数 的所有尺度还存在一些 困难 。因
此 ，人们 提 出了许 多计算 湍 流 的模 型 ，如雷诺 应
力模型
方程 、 大涡模拟等。雷诺应力模型抹
＋ ： 一 至 ＋ 瓠 ｜ 源自 瓠 ａ ｔ瓠 ｜
Ｐ 瓠ｉ
Ｄ 高。因而是较具潜力 的一种湍流数值求解方 ＮＳ 法。图 ｌ 为雷诺应力模 型和大涡模拟的比较图。
：
ｏ
（） ４
式 中 出现 了
ｊ
项 ，无法 同时计 算 出来 。 因此
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流本 身 的复 杂性 给理论 研究 带 来 了一 定 的困难 ，
模型为算例 ，对压力容器和吊篮的环腔 内流场进 行 了数值模拟 ，计算了作用在 吊篮表面的压力 ， 这些压力将作为流体激振力来计算结构的响应。
２ 湍 流 的 ＣＦ Ｄ模 型
湍流是一种涡旋运动。在高雷诺数情况下 ， 这种涡旋运动 占优势 ，涡旋 的尺寸和相应的脉动
平了湍流的若干细节 ，而直接求解 Ｎ ｓ方程又受 ． 到计算条件 的限制 ，因而介于二者之间的大涡模 拟便成了解决这些问题的有力工具。本文对大涡
再封闭。众多的湍流模型就是 对这两项的封闭而 提 出来 的 ，如零 方程 模 型 、单 方 程模 型 、双方 程
模型等 。对于流体激励力 ， 求知道压力沿时间 要 的分布 ，由于雷诺应力方程抹 掉了流场 的若干细
Ｉ 、 ６
．／ ｒ 称为亚 格 子应 力 ， ｆ 是过 滤掉 的小 尺度脉 动 和可
３ 大涡模 拟
大涡数值模拟 的基本思路是直接计算大尺度 脉动 ，而利用次网格尺度模型模拟小尺度的湍流 运动 ， 主要包括大尺度的过滤及亚格子应力模型。
解尺度湍流 间的动量输运。由于无法同时求 出 和 ｆ ， ，必须构造亚格子应力 的封闭模式 。比 较常用 的模式是采用涡粘性概念假设 ，即
中 图 分 类 号 ：Ｏ３ １２ ５ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
１ 前
言
模 拟模 型进 行 了介绍 ， 以秦 山 Ｉ期 反应 堆 １： 并 Ｉ ５
反应堆中存在着许多由于流体激发而导致的 振动 ，其研究 内容主要包括振动激励源、结构 的 动态特性 、结构的响应等。当反应堆结构受 到一 回路冷 却 剂 的冲刷 时 ，产生 振 动 的激 励 源有 ：湍 流、旋涡脱落 、流弹性失稳和泵压力波动。其 中 主要 是湍 流激 励 。 由于反应 堆 结构 的 复杂 性及 湍
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第 ２ ８卷 第 ５期
２ Ｏ Ｏ ７
核 动 力 工 程
Ｎｕ ｌ ａ ｏ ｒＥ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｃ ｅ ｒＰ ｗｅ ｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
Ｖｌ ．２ ．ＮＯ ５ ０ １ ８ ．
Ｏｃ ．２ Ｏ Ｏ ｔ ７
年 ｌ Ｏ月
时问
挚 ＋ 瓠 ： 瓠 【 一 ａ 一 呈＋ 瓠 ｔ Ｐ 瓠
ｆ ｉ ｊ 一 ｊ
—
（ ５ ）
图 １ 大 涡模 拟 和 雷 诺 应 力 的 比较 图
Ｆ ｇ １ Ｃｏ ａ ｉｏ ｆ ｒ ｇ ｄ ｉ ｌ ｔ ｎ ｉ． ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ Ｌａ ｅＥｄ ｙ Ｓ ｍｕ ａｉ ｏ ｗｉ ｎ ｌ ｔ ｓ ｔ Ｒｅ ｏ ｄ Ｓ ｒ ｓ ｈ ｅ
因此 ，人们开展了实验研究 、数值研究 以及实验 和数值相结合的研究方法。在流体中振动的结构 受到流体 的作用力可以分成两部分来考虑 ：①与 流体运动有关 ，与结构运动无关 ，称为流体激振 力 ；②与结构运动有关的力 ，称为运动相关流体 力 。对于运动相关流体力的推导见文献［ ，而流 １ ］ 体激振力可以通过 Ｃ Ｄ 技术计算 流场 的压力来 Ｆ
山 Ｉ 期反应堆 ｌ： Ｉ ５模型压力容器和 吊篮 的环腔 内流场进行 了数值模拟 ，计算 了吊篮表面压力 的时 间分布和 空 间分 布 ，其压力脉动 的功率谱密度计算值 和实验值在 同一个量级 内。因此 ，可 以用计算所得 的压力作为吊
篮 振动的激励 载荷 。
关键词 ：流致振动 ；流体激励力 ；大涡模拟 ；Ｃ Ｘ Ｆ
获得 。
频率谱域很宽。大涡旋与低频脉动相联系，由粘 性力所决定 ，小涡旋与高频脉动相联系。从原则
上说 ，求解湍流问题并无理论上的困难。因为 ， 方 面 ，描 述 湍流 运动 的精 确 的微 分方 程 已经得 出，即 Ｎ ｓ ． 方程 ；另一方面 ，数值计算方法 的发
一
展 ，已足 以直接 求解 Ｎ． Ｓ方程 ，目前 已有研 究机
收稿 曰期 ：２０—３０ ；修 回 曰期 ：２ ０－４２ ０ ７０．５ ０７０－０
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席 志德 等 ：用大涡模拟计算流致振 动的流体激励力
ｌ ５
节 ，因而显 得 有些 局 限 。大 涡模 拟 可 以获 得 比较 精 细 的流场 压力 ，同时 所需 要 的计 算机 硬 件 不如
文章 编 号 ：０５ —９ ６２０ ）５０ １—４ ２ ８０ ２（０ ７０ －０ ４０
激 用大涡 模拟计算流 致振动 的流体 励 力
席 志德 ，陈炳德 ，李朋 洲
（ 国核 动力 研究 设计 院反 应 堆结构 力学 实验 室 ，成都 ，６ ０４ ） 中 １０ １
摘 要 ：本文对 湍流大 涡模拟理论 的脉动过滤 和 Ｓ ｇ ｒ ｓｙ亚格子模型进行 了介绍 ，并用大涡模拟对秦 ｍａｏｉ ｋ ｎ