二维串列双圆柱诱导振动及传热特性研究的任务书.docx

二维串列双圆柱诱导振动及传热特性研究的任务书
任务书
一、研究背景
振动在工程领域有着广泛的应用，例如在传热传质、流体力学、结构动力学等领域中，振动都是被广泛地运用。而圆柱的振动研究也是一个非常热门的课题，其振动特性研究对工程实践有着非常重要的意义。
对于圆柱的振动研究已经有很多的成果，但是大多数研究都专注于单圆柱的振动研究。双圆柱诱导振动的研究相对较少，且大多数还是实验方面的研究，理论分析比较少。而且单圆柱情况下的振动特性与双圆柱情况下的振动特性是不同的，所以双圆柱振动的研究是十分必要的。
双圆柱诱导振动同样可以应用于传热领域，探究其传热特性在热工领域中也有着非常重要的应用价值。因此，研究双圆柱诱导振动及传热特性，对于理论推导的进一步深化以及工程实践的推广都有着重要的意义。
二、研究目的
1.探究双圆柱在不同流速条件下的振动特性及传热特性
2.研究双圆柱的谐振模态及共振区间范围
3.建立双圆柱的动力学模型，探究其振动特性的规律及机理
4.分析双圆柱对流场的干扰特性及流动结构变化
三、研究内容
1.建立双圆柱的数学模型，探究双圆柱的振动特性及传热特性
2.利用计算流体力学（CFD）方法，研究不同速度下流动的特性
3.利用有限元法，建立双圆柱的动力学模型，进行动力学分析
4.实验方法研究双圆柱流动的特性及其谐振模态
5.通过实验和数值模拟的综合分析，探究双圆柱的振动特性及其对流动结构的影响
四、研究方案
1.建立数学模型
通过对双圆柱的形状和物理参数进行分析，建立双圆柱的数学模型。利用COMSOL软件对双圆柱的流动与传热特性进行数值模拟。
2.CFD模拟流动特性
利用ANSYSFluent(CFD软件)对双圆柱不同速度下的流动特性进行模拟，进而分析双圆柱的谐振模态及共振区间范围。
3.动力学分析
利用有限元法对双圆柱进行动力学模拟，探究双圆柱的振动规律及机理，并对其谐振模态和共振区间范围进行分析。
4.实验研究
通过实验仪器设备采集双圆柱的实验数据，对双圆柱的振动特性和传热特性进行实验研究，进而探究其流动结构的变化。
5.综合分析
以上研究方案中的实验数据和数值模拟结果进行综合分析，深入探究双圆柱诱导振动以及传热特性的机理。
五、研究意义
1.探究双圆柱的振动特性及传热特性，可以为热工领域提供重要参考数据
2.对圆柱的振动特性和传热特性进行研究，可以拓展人们对圆柱的认识
3.为节能降耗提供科学依据，为工程实践提供理论指导
4.探究双圆柱对流场的干扰特性及流动结构变化，有助于提高流体力学领域的研究水平和技术应用的能力
六、研究进度安排
研究室时间安排表如下：
|研究阶段|完成时间|
|:------:|:------:|
|初步研究|1个月|
|研究方案|1个月|
|数值模拟|3个月|
|实验研究|4个月|
|视频制作|1个月|
|论文写作|3个月|
七、参考文献
1.Ching-TsanTsai,Cheng-HsinChang.Flowinducedvibrationandheattransferofcircularcylinderarrays[J].JournalofFluidsandStructures,2002.
2.M.Y.Hou,M.G.Chin,C.S.Yao.Experimentalinvestigationofheattransferfromasquarecylinderinachannel[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2000.
3.尹正宇.双圆柱诱导振动升阻与气动噪声研究[D].北京：北京理工大学，2014.
4.王彦军.圆柱流动控制研究[D].天津：天津大学，2014.
八、预期成果
1.论文及其他资料的写作
2.双圆柱数学模型和动力学模型的建立
3.数值模拟的计算结果及相关分析报告
4.与传热传质和流体力学领域相关的实验数据和分析报告
5.发表研究成果的SCI/EI论文，撰写专业技术报告或鉴定报告
八、开题报告
详细的研究计划、研究内容、实验设计及方法、数据分析和处理等都将在开题报告中进行。