海洋立管涡激振动分岔特性与数值预报方法

　　《海洋立管涡激振动分岔特性与数值预报方法》一书中，主要研究的立管是海洋资源开发系统中的重要结构。在设计过程中，对其结构强度的计算当今已经有较为成熟的体系，但对于其涡激振动（疲劳寿命）的预报，当前在工程上仍然没有一个能够兼顾精度与效率的手段。本书针对当前立管涡激振动预报方法中所存在的问题，对产生问题的原因进行了机理性的分析，并分别提出针对性的改进措施，进而深入研究海洋立管涡激振动的分岔特性，并在此基础上提出更加高效的立管涡激振动预报方法。

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第1章 绪论
1.1 目的和意义
1.2 同内外研究现状
1.2.1 雷诺数响应分支
1.2.2 质量比影响
1.2.3 模型试验法
1.2.4 经验模型法
1.2.5 数值模拟法
1.3 本书主要工作
第2章 涡激振动基本理论
2.1 边界层
2.2 边界层分离
2.3 旋涡脱落的阶段
2.4 锁定现象
2.5 尾涡模式
2.6 涡激振动常用参数
2.7 本章小结
第3章 基于OpenFoam的大涡模拟并行计算策略优化
3.1 大涡模拟湍流模型
3.1.1 脉动的过滤
3.1.2 大涡模拟的控制方程
3.1.3 亚格子模型
3.2 圆柱绕流网格模型
3.2.1 网格模型与边界条件
3.2.2 网格划分
3.3 圆柱绕流并行计算模型
3.3.1 并行计算测评参数
3.3.2 并行计算子计算域划分方式
3.4 圆柱绕流并行计算结果分析
3.4.1 子计算域数量对计算结果的影响
3.4.2 子计算域划分方式对计算结果的影响
3.5 本章小结
第4章 基于openF0am的大涡模拟最适展向网格数及三维效应分析
4.1 圆柱绕流计算工况
4.2 圆柱绕流计算结果分析
4.2.1 圆柱绕流阻力系数
4.2.2 圆柱绕流升力系数
4.2.3 圆柱绕流升力系数St数
4.2.4 圆柱绕流升力、阻力系数历时曲线
4.2.5 圆柱绕流尾涡形态
4.3 涡激振动大涡模拟
4.3.1 涡激振动网格模型
4.3.2 涡激振动最大振幅响应
4.3.3 涡激振动频率响应
4.3.4 涡激振动轨迹响应
4.3.5 数值模拟消耗时间
4.4 本章小结
第5章 剪应力输运湍流模型湍动能生成项的修正
5.1 标准SST湍流模型
5.1.1 流体控制方程
5.1.2 标准SST湍流模型表达式
5.2 湍动能修正SST湍流模型
5.2.1 湍动能的修正方法
5.2.2 改进模型表达式
5.3 圆柱绕流算例验证
5.3.1 圆柱绕流网格模型
5.3.2 流场参数离散方法
5.3.3 圆柱绕流计算结果及分析
5.4 涡激振动算例验证
5.4.1 结构控制方程
5.4.2 数值模拟参数
5.4.3 涡激振动网格模型
5.4.4 涡激振动计算结果及分析
5.5 本章小结
第6章 基于openFoam的迟滞与分离点扰动下的涡激振动分岔特性数值分析
6.1 数值模拟工况
6.2 迟滞特性分析
6.2.1 最大振幅响应
6.2.2 频率响应
6.2.3 升力、阻力系数历时曲线
6.2.4 轨迹响应
6.2.5 临界加速度
6.3 分离点扰动下的涡激振动分岔特性分析
6.3.1 位移扰动的施加方式
6.3.2 加速工况扰动响应
6.3.3 减速工况扰动响应
6.4 位移扰动涡量图分析
6.4.1 加速工况位移扰动涡量图
6.4.2 减速工况位移扰动涡量图
6.5 本章小结
第7章 阻尼比的影响与安全系数修正法研究
7.1 数值模拟工况
7.2 迟滞特性分析
7.2.1 最大振幅响应
7.2.2 频率响应
7.2.3 升力、阻力系数历时曲线
7.3 分离点扰动下的涡激振动分岔特性分析
7.3.1 加速工况扰动响应
7.3.2 减速工况扰动响应
7.4 分离点扰动分岔特性综合分析
7.5 安全系数修正法
7.5.1 安全系数的计算
7.5.2 最大振幅响应的安全系数修正法
7.6 本章小结
第8章 结论
参考文献