基于同心圆柱结构的附加质量与流体阻尼特性研究

来源：核动力工程杂志2024年第5期北京时间：

作者：朱仕斌, 艾华宁

单位：中广核研究院有限公司，广东深圳，518026；

摘要：为深入探究附加质量与流体阻尼的内在特性，分析粘性与振幅对其的影响，进而为流致振动分析提供指导，本研究以同心结构圆柱为例建立基于计算流体动力学（CFD）的附加质量与流体阻尼预测方法，通过用户自定义函数（UDF）设定内圆运动方程，运用嵌套网格技术完成网格运动，从而实现流场的数值模拟。根据Bearman假设确定函数形状，通过最小二乘法拟合计算所得的流体力曲线，进而得到附加质量与流体阻尼，并对比粘性与无量纲振幅对结果的影响。计算分析结果表明：粘性不仅影响流体阻尼，也影响附加质量；无量纲振幅对附加质量影响甚微，对流体阻尼有明显影响；压差阻尼和粘性阻尼随无量纲振幅的增加而等比例增加，压差阻尼占比随直径比的减小而增加；引入无量纲振幅影响的修正公式解与数值计算结果具有较好的一致性。本文研究对优化现有流致振动分析方法具有重要的指导作用。

关键词：用户自定义函数（UDF）, 附加质量, 流体阻尼, 无量纲振幅

基金资助：深圳市科技计划（KQTD20200820145821019）