垂直振动圆柱绕流 开题报告
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告
串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究的开题报告题目：串列双圆柱绕流噪声数值模拟与实验研究一、选题背景随着现代工业的发展，液流传输系统、风力发电等领域中都有液流或气流穿过柱体的情况。
柱体绕流噪声是由于液流或气流穿过柱体时所产生的一种噪声。
针对这种噪声产生机制进行深入研究，有助于提高环境和健康安全，并且也是应用新技术的必要前提。
双圆柱结构被广泛应用于工程领域，在许多自然和工业气流流场中都广泛出现。
因此，研究双圆柱绕流噪声具有重要的理论和应用价值。
本文选取了串列双圆柱模型，对其绕流噪声进行数值模拟与实验研究，旨在探究串列双圆柱绕流噪声中的物理机制、声压级和频率响应等问题，为相应领域的实际应用提供科学基础。
二、研究内容和方法1. 研究内容：（1）了解绕流噪声的物理机制、特征等基础知识，掌握数值模拟和实验分析的相关技术和方法；（2）建立串列双圆柱绕流噪声数值模拟模型，并通过计算流体力学（CFD）软件进行求解，分析流场的压力分布、阻力系数；（3）搭建串列双圆柱绕流噪声实验平台，采集实验数据，分析不同流速下的绕流噪声频率响应、声压级等特性；（4）对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性。
2. 研究方法：（1）数值模拟方法，采用计算流体力学软件（例如FLUENT、OpenFOAM等），对串列双圆柱绕流噪声进行数值模拟；（2）实验方法，采用声学实验仪器，通过测量、分析声学信号，获取不同流速下的串列双圆柱绕流噪声频率响应和声压级等数据；（3）数据处理方法，对数值模拟和实验数据进行处理和分析，对比分析得到结论。
三、预期成果及意义本文将建立串列双圆柱模型，利用数值模拟和实验方法，研究串列双圆柱绕流噪声的物理机制、频率响应和声压级等问题。
预期成果如下：1. 建立串列双圆柱模型，通过数值模拟分析，得出流场的压力分布和阻力系数等基本物理参数；2. 建立串列双圆柱绕流噪声实验平台，通过实验分析，得到不同流速下的绕流噪声频率响应和声压级等特性；3. 对比数值模拟结果和实验数据，分析差异原因，检验数值模拟的可靠性和准确性；4. 研究结果对于提高串列双圆柱结构的流体性能、减少噪声污染、改善工程环境，以及其他相关领域具有理论指导意义和实际应用意义。
多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值研究的开题报告
多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值研究的开题报告一、研究背景和意义圆柱流动是流体力学中重要的基础研究领域。
附属小圆柱能够干扰主流圆柱周围的流动，进而影响圆柱的阻力和波动特性。
这种流动现象在水力工程、气象学、航空航天等领域都有着广泛的应用。
目前，对于多个附属小圆柱对主圆柱流动的数值模拟研究还较为有限。
因此，对于这种流动现象的研究具有重要的理论和实际意义，可以为相关领域的工程实践提供重要的支撑。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值模拟研究。
本研究将基于计算流体力学方法，探究附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律，同时考虑流动速度、雷诺数等流体力学因素。
具体研究方法如下：1.建立数值模拟模型对于多个附属小圆柱控制主圆柱流动的数值模拟研究，首先需要建立数值模拟模型。
本研究采用计算流体力学方法，基于Navier-Stokes方程和Reynolds平均法，采用有限体积方法对流场进行数值模拟。
2.参数分析和数值模拟本研究将分析附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律，同时考虑流动速度、雷诺数等流体力学因素。
根据不同的参数条件设置数值模拟参数，进行数值模拟计算。
3.结果分析和验证基于数值模拟结果，本研究将进行结果分析和验证。
结合相应的理论分析，对研究结果进行定量分析和解释。
同时，对数值模拟结果进行实验数据验证，进一步验证数值模拟的可靠性和准确性。
三、研究预期成果本研究将通过数值模拟方法，探究多个附属小圆柱控制主圆柱流动的规律和机理。
研究成果有望深入揭示附属小圆柱对主圆柱流动的影响机理，为相关领域的工程实践提供重要的理论和实践指导。
本研究的研究预期成果如下：1.揭示附属小圆柱对主圆柱流动的影响规律和机理。
2.研究多个附属小圆柱数量、直径、间距等参数对主圆柱流动的影响规律。
3.提出相关领域的设计和优化建议，为相关领域的工程实践提供重要的理论和实践指导。
圆柱壳体的振动与声辐射的开题报告
圆柱壳体的振动与声辐射的开题报告一、研究背景圆柱壳体是工程结构中常用的一种形式，其广泛应用于机械、航空、航天、交通等领域。
圆柱壳体的振动和声辐射问题一直是热点研究方向，主要原因是这些问题涉及到结构的力学、声学和信号处理等多个方面。
目前，关于圆柱壳体的振动和声辐射问题已存在很多研究成果。
其中，研究的重点主要集中于圆柱壳体的振动特性和声辐射特性，以及不同材料和几何形状对振动和声辐射特性的影响等方面。
同时，还有一些研究对圆柱壳体的降噪技术进行探讨，以期能够降低圆柱壳体的声辐射。
二、研究目的本研究旨在通过理论分析和数值模拟的方式，探究圆柱壳体的振动与声辐射问题。
具体目标如下：1.研究圆柱壳体的振动特性和声辐射特性，分析其主要影响因素；2.探讨不同材料和几何形状对圆柱壳体的振动和声辐射特性的影响；3.针对圆柱壳体的振动和声辐射问题，提出相应的降噪技术，并进行实验验证。
三、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1.对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行理论分析，研究其主要影响因素，并建立相应的数学模型；2.使用有限元方法，对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行数值模拟，并与理论分析结果进行比较和分析；3.通过实验，验证圆柱壳体的振动和声辐射特性，并验证所提出的降噪技术的有效性。
四、研究方法本研究主要采用以下几种研究方法：1.理论分析法：根据圆柱壳体的基本物理学原理，推导出其振动和声辐射的数学模型，并分析主要影响因素；2.数值模拟法：采用有限元方法，对圆柱壳体的振动和声辐射问题进行数值模拟，并分析其特性；3.实验验证法：通过实验，测量圆柱壳体的振动和声辐射数据，并验证所提出的降噪技术的有效性。
五、研究意义圆柱壳体的振动和声辐射问题是目前工程领域面临的重要研究课题，该研究对以下几个方面具有重要意义：1.深入了解圆柱壳体的振动和声辐射特性，为其优化设计和减少噪声提供科学依据；2.探究不同材料和几何形状对圆柱壳体振动和声辐射性能的影响，对工程实践具有重要意义；3.提出有效的降噪技术，能够优化圆柱壳体的声学性能，为工程实践提供技术支持。
物理课题研究开题报告
物理课题研究开题报告研究背景在当今科技时代，物理学作为一门基础学科，对人类的发展和进步起着重要的推动作用。
近年来，众多物理学界的研究成果引起了广泛的关注，例如2012年欧洲核子研究中心（CERN）发现希格斯玻色子，2017年美国科学家发现引力波，都是世界范围内的重大突破。
本次开题报告选定的研究方向是“电磁波和晶体光学中的共振效应研究”，这也是目前物理学界热门的研究领域。
研究目的研究共振效应究竟是怎样形成的，对理解光学现象和发展新的光电子技术有着重要的意义，而电磁波与晶体光学中的共振效应应用以及发展前景，具有非常重要的科学意义和实际应用价值。
本次研究的主要目的是：•探究电磁波与晶体光学中的共振效应形成原理；•研究共振效应特性及其在电磁波与晶体光学中的应用。
研究内容根据研究目的，本次课题研究将重点关注以下内容：1. 共振效应形成原理研究1.1 控制光波相位的原理光波相位对于光波干涉现象起着至关重要的作用。
在这些现象中，光波相位以及输出的光强度取决于光波与光波交汇时的动态相互作用。
因此，采用单色光或强光源时，光学干涉效应的精度会监管系统设计的匹配和干涉进程的控制。
1.2 共振效应的形成机制光波与物体相互作用时，如果光波的频率正好与物体内部一些特定的振动频率在相匹配，将会爆发共振现象，进而形成共振效应。
共振效应所产生的效应常常极为显著，例如较强的吸收、散射和静电势阱。
2. 共振效应性质研究2.1 共振角频率共振角频率在共振吸收的应用中是一个重要参数，它代表了共振的类型，可在光学吸收光谱中得到。
2.2 共振线宽及其分布共振线宽是描述共振谱线的重要参数之一，表示了光谱在其中可释放的能量。
而共振线宽的分布则对研究电磁波与晶体光学中的共振效应具有重要的意义。
3. 共振效应应用研究3.1 电磁波中共振效应应用电磁波的一个特性是其振动方向垂直于传播方向。
如果光子的振幅与其在介质中传播时固有振动模式相吻合，就会产生共振扩散，从而进一步探究电磁波与晶体光学中的共振效应应用。
流体力学Fluent报告材料——圆柱绕流
亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列圆柱和方柱绕流问题进展了数值研究，通过结果比照，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以与涡脱频率的影响。
一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体如此不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。
相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。
Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。
关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程与地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。
当流体流过圆柱时, 由于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。
这种作用力引起柱体的振动与材料的疲劳，损坏结构，后果严重。
因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进展过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以与涡致振动问题。
沈立龙等[1]基于RNG k⁃ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数C d与Strouhal 数随雷诺数的变化规律。
姚熊亮等[2]采用计算流体软件CFX中LES模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱与串列双圆柱的水动力特性。
使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N- S方程进展求解。
他们着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力与Sr数随Re数的变化趋势。
费宝玲等[3]用FLUENT软件对串列圆柱绕流进展了二维模拟，他们选取间距比L/D(L 为两圆柱中心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距进展了数值分析。
计算均在Re = 200 的非定常条件下进展。
计算了圆柱的升阻力系数、尾涡脱落频率等描述绕流问题的主要参量，分析了不同间距对圆柱间相互作用和尾流特征的影响。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
气液两相圆柱绕流旋涡脱落特性的数值模拟的开题报告
气液两相圆柱绕流旋涡脱落特性的数值模拟的开题报告一、研究背景及意义气液两相流是指空气或气体与液体或固体在一定条件下混合成的复杂流动状态，是很多工业、环境和生物领域中重要的物理现象。
其中气液两相圆柱绕流作为气液两相流的经典问题，涉及到许多实际工程问题，如海洋工程中的海洋平台、桥梁与建筑物等结构体，空气动力学中的飞机、桥梁及通风设备等。
对于气液两相圆柱绕流问题的研究，是为了更好地认识其特性和行为，从而在实际运用中提高工程效率和性能，同时也在理论研究上具有重要的意义，实验方法已经得到广泛应用，但在某些条件下难以获得合适的数据，因此数值模拟方法成为了解决问题的有效手段。
二、研究内容及方案1.研究内容本文将探讨气液两相圆柱绕流旋涡脱落的数值模拟问题，基于计算流体力学（CFD）方法，采用多相流模型，在不同的流速和液相浓度下，建立三维数值模型，研究气液两相圆柱绕流的动态特性，以及旋涡脱落机理分析。
2.研究方案（1）数值方法本文采用计算流体动力学（CFD）数值方法研究气液两相圆柱绕流旋涡脱落问题。
通过FLUENT 软件对此问题进行数值模拟，采用在Eulerian 转换框架内的多相流模型。
其中，采用 VOF 模型描述了两相流的界面，使用 LES（大涡模拟）方法模拟气相的湍流流动。
（2）模型建立模型采用三维无穷长圆柱及其周围环境构成的区域，其直径为 D=0.1 m,长为L=1.0 m，环境为空气。
模型流入速度为 U=1.0 m/s。
模拟时间为稳态问题下的流动现象，时间步长为1.0e-4s，总时长为50s。
在模型中同时考虑气相与水相，根据实际需求，调节水相的浓度，也就是体积分数进行模拟。
（3）数值分析根据数值模拟结果对气液两相圆柱绕流旋涡脱落问题进行分析，主要分析旋涡在不同的 Reynolds 数和液相浓度下的演化与脱落规律，分析液相各种物理量随着位置、时间的变化规律等。
三、预期成果及意义1.预期成果通过本研究，可以获得气液两相圆柱绕流旋涡脱落的数值模拟结果，从而对其动态特性进行深入研究，在不同的流速和液相浓度下，建立与实验相关的数据，揭示其脱落机理，探讨气液两相圆柱绕流的核心问题。
垂直振动实验报告
一、实验目的1. 了解垂直振动的基本原理和特性。
2. 掌握测量垂直振动幅值、频率和阻尼比的方法。
3. 分析垂直振动对结构稳定性的影响。
4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理垂直振动是指物体在垂直方向上的周期性振动。
在本实验中，我们采用简支梁模型，通过施加垂直力使梁产生振动，然后测量其振动特性。
根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于其质量乘以加速度。
对于垂直振动，合外力主要由弹簧力和重力组成。
设弹簧刚度为k，质量为m，重力加速度为g，则物体在垂直振动过程中的运动方程可表示为：m d²x/dt² + k x = 0其中，x为物体在垂直方向上的位移，t为时间。
根据运动方程，可以得到垂直振动的解为：x(t) = A cos(ωt + φ)其中，A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。
振幅A与施加的垂直力F有关，可通过以下公式计算：A = F / (m ω²)频率f与角频率ω的关系为：f = ω / (2π)阻尼比ξ表示阻尼力与惯性力之比，可通过以下公式计算：ξ = c / (2 m ω)其中，c为阻尼系数。
三、实验仪器1. 简支梁：长度为L，两端固定。
2. 弹簧：刚度为k。
3. 力传感器：用于测量施加的垂直力F。
4. 位移传感器：用于测量梁的垂直位移x。
5. 数据采集器：用于采集力传感器和位移传感器的数据。
6. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 将简支梁固定在实验台上，确保梁的两端固定牢固。
2. 将弹簧一端固定在梁的一端，另一端连接力传感器。
3. 将位移传感器固定在梁的另一端。
4. 启动数据采集器，记录力传感器和位移传感器的数据。
5. 施加垂直力F，使梁产生振动。
6. 重复步骤4和5，记录多组数据。
五、实验数据及处理1. 根据力传感器和位移传感器的数据，绘制F-x曲线，确定振幅A。
2. 根据位移传感器的数据，绘制x-t曲线，确定频率f。
3. 根据F-x曲线和x-t曲线，计算阻尼比ξ。
圆柱绕流阻力实验_实验指导书
1 3.14圆柱绕流阻力实验(压强分布法)一、实验目的圆柱绕流实验是研究外流问题和形状阻力的典型实验。
通过测量圆柱表面的压强分布，认识实际流体绕圆柱流动时表面压强分布规律，并与理想流体相比较，理解形状阻力产生的原因及测量、计算方法。
二、实验原理理想流体均流对二维圆柱作无环量绕流时，圆柱表面任一点的速度分量为V r = 0, V θ= 2V ∞sin θ(1)式中V ∞为来流速度。
圆柱表面任一点的压强p i 与来流压强p ∞的关系满足伯努利方程p V 2 pV 2 i +θ=∞+∞ (2)ρg 2gρg2g式中ρ为流体密度。
以压强系数C P 表达流体压强的分布C =p i -p ∞ =1-4sin 2θ (3)P1ρ 22V ∞由于压强分布沿圆柱面前后对称，压强合力为零，称为达朗贝尔佯缪。
实际流体绕圆柱流动时，由于粘性得影响压强分布前后不对称；特别是当流动达到一定雷诺数后，粘性边界层在圆柱后部发生分离，形成漩涡。
从分离点开始圆柱体后部的压强大致接近分离点压强，不能恢复到前部的压强，破坏了前后压强分布的对称性，形成压差阻力F D 。
由于圆柱表面的摩擦阻力相对于压差阻力小得多，可忽略不计，阻力系数可表为C D =12πC P cos θd θ (4)2ρV ∞A 式中A 为圆柱的迎风特征面积，压强系数C P 由（3）式确定。
实验中由多管压力计分别测量p -p 和ρV 2 i∞2 ∞p i -p ∞=ρm g (h i -h ∞)(5)1 ρV 2=k ρg (h -h )(6)2 ∞m 0∞式中h i 为测点的静压水头高，h 0 来流的总压水头高，h ∞为来流的静压水头高，ρm 测压计⎰ F D =中液体密度，k 为测压系统损失修正系数。
这样（4）式中压强系数可表为C = h i -h ∞(7)k (h 0 -h ∞)测定C P 后代入(4)式求出C D ，并计算圆柱阻力F D 。
三、实验设备本实验是在多功能实验台上进行的，如下图示。
(多层复合)圆柱壳体的振动和声辐射研究的开题报告
（多层复合）圆柱壳体的振动和声辐射研究的开题报告1. 研究背景多层复合材料圆柱壳体（Multi-Layered Composite Cylindrical Shell, MLCCS）在工业和军事领域有着广泛的应用，如飞机机身、舰船壳体、天线罩等结构。
然而，在长期使用过程中，MLCCS常常会遭受外力的作用而发生振动，同时也会对周围环境产生噪声污染，影响人类生活和健康。
因此，研究MLCCS的振动与声辐射问题具有重要意义。
2. 研究内容本课题的研究内容包括以下几个方面：（1）MLCCS振动模态分析：通过有限元方法（Finite Element Method, FEM）建立MLCCS的有限元模型，分析其在自由振动状态下的振动模态特性，并基于该特性对其振动稳定性进行评估。
（2）MLCCS受激振动分析：将MLCCS作为被动结构，通过有限元方法建立其与外界相互作用的系统，对其在受激情况下的动力响应特性进行研究。
（3）MLCCS声辐射分析：基于声学理论及有限元模型，分析MLCCS噪声产生机理、传播途径、辐射场，对其声辐射特性进行分析和预测。
（4）MLCCS振动与声辐射控制：通过材料特性研究、结构参数优化等方法，探究降低MLCCS振动和声辐射的有效途径，并制定控制策略。
3. 研究方法本课题采用有限元数值模拟、声学测量技术等方法进行研究。
（1）有限元数值模拟：通过商业有限元软件对MLCCS的结构进行建模和分析，得到MLCCS的振动模态、受激振动和声辐射场等信息。
（2）声学测量技术：采用声场测量系统对MLCCS进行室内或室外噪声测试，并通过傅里叶变换等处理手段对其声谱特性进行分析。
4. 预期成果本课题的预期成果包括：（1）建立MLCCS的有限元模型，分析其振动特性、受激振动响应以及声辐射特性；（2）量化MLCCS振动和声辐射的程度，并制订控制策略；（3）为提高MLCCS的振动稳定性和降低噪声水平提供理论依据和技术支持。
圆柱振荡绕流LBM数值模拟的开题报告
圆柱振荡绕流LBM数值模拟的开题报告一、研究背景及意义圆柱绕流问题是流体力学中经典的研究问题之一，在空气动力学中有着广泛的应用，如飞机、桥梁、烟囱、塔楼等建筑结构受风振动问题。
目前对于圆柱绕流问题的研究主要采用实验和数值模拟相结合的方法。
在数值模拟方面，近年来LBM（Lattice Boltzmann Method）方法因其简单低耗，适用于各种欧拉和纳维-斯托克斯方程问题而受到广泛研究。
LBM方法通过在非均匀格子上演化局域平衡分布函数来求解流动问题，实现了传统CFD方法的高效计算，并且在高雷诺数下仍能保持很好的数值稳定性。
本研究旨在采用LBM方法对圆柱绕流问题进行数值模拟，并研究圆柱粘性系数、柱直径以及雷诺数对流动特性的影响，为实际应用提供理论依据。
二、研究方法1.建立数学模型：通过欧拉方程、斯托克斯方程及纳维-斯托克斯方程对圆柱绕流问题进行数学建模。
2.确定求解方法：采用LBM方法对圆柱绕流问题进行数值模拟，并通过MATLAB编程实现模型求解。
3.数据分析：采用图像分析方法对模拟结果进行可视化分析，并将模拟结果与理论计算结果进行比较分析。
三、研究内容及进度安排研究内容主要包括：1.建立圆柱绕流LBM模型，并进行数值模拟；2.分析圆柱粘性系数、柱直径以及雷诺数对流动特性的影响；3.比较与理论计算的结果，并对模拟结果进行可视化分析；研究进度安排如下：1.文献调研及分析（1个月）；2.建立圆柱绕流LBM模型（2个月）；3.进行数值模拟并分析结果（3个月）；4.编写论文及进行答辩（1个月）。
四、研究预期成果1.建立了圆柱绕流LBM模型，通过数值模拟研究了圆柱粘性系数、柱直径以及雷诺数对流动特性的影响。
2.编写论文，将研究结果公开发表，并与同行分享。
3.为圆柱绕流问题的理论研究及实际应用提供理论依据。
绕流圆柱实验
绕流圆柱实验-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One12绕流圆柱体表面压力分布测定一、实验目的（1）学习测量流体绕流物体时物体表面压力分布的方法。
（2）通过实验了解实际流体绕圆柱体流动时，其表面压力分布的情况并与理想流体的压力分布相比较。
二、实验原理理想流体平行流绕圆柱体流动时，圆柱体表面的速度分布规律是V r =0V θ=－2V ∞sin θ由伯努利方程，圆柱体表面上任一点的压力P 可写为2222∞∞+=+V P V Pρρθ 由此可得)sin 41(21)1(2122222θρρθ-=-=-∞∞∞∞V V V V P P我们定义无因次压力系数ρC 为22∞∞-=V P P C ρρ对于理想流体绕圆柱体流动，其无因次压力系数θρ2sin 41-=C而对于实际气体由于粘性的存在，当其绕圆柱体流动时，气流不能完全同理想流体那样贴附在圆柱表面，气流在圆柱体后面将发生分离和产生旋涡，形成旋涡区。
这样，破坏了圆柱体前后压力分布的对称性，形成了压差阻力。
实际气体的压力分布可以通过实验测得。
其压力系数∞∞∞∞∞∞--=--=-=h h h h P P P P V P P C 0101212ρρ其中：∞V ─ 无穷远处流体速度 [m/s] ρ)(20∞∞-=h h V 0h ─ 气流来流总压P 0测量值（表压） [Pa] ∞h ─ 气流来流静压P ∞测量值（表压） [Pa]31h ─ 圆柱体表面上某一点压力P 1的测量值（表压） [Pa] ρ─气体的密度 [kg/m 3] 实验条件下的雷诺数为νDV R e ∞=其中：D ─圆柱体直径 [m]ν─气流运动粘性系数 [m/s]ν=μ／ρ对空气 μ=1.72×10-5（1+0.0028t-0.00005t 2） [2mSN ⋅] t 为气流温度 [℃]四、实验步骤（1）熟悉实验设备各部分的作用与调节方法，记下有关数据。
（2）将多管压力计的水平泡调到中心位置。
圆柱绕流问题实验报告
圆柱绕流问题实验报告结构01 赵东伟10175021一、物理问题描述求解圆柱绕流问题（均匀来流），利用相关流体力学软件做出针对雷诺数Re分别在5,20,200情况下圆柱绕流的流线图。
选择合适的网格图，并对三种不同情况下的流动现象进行比较分析。
二、控制方程（无量纲）N-S方程组：∂u ∂x +ðvðy=0∂u ∂t +u∂u∂x+uðuðy=−1ρ∂p∂x+ν(ð2uðx2+ð2uðy2)∂v ∂t +u∂v∂x+uðvðy=−1ρ∂p∂x+ν(ð2vðx2+ð2vðy2)无量纲化：∂U ∂X +ðUðY=0∂U ∂t +U∂U∂X+VðUðY=∂P∂X+1Re(ð2UðX2+ð2UðY2)∂U ∂t +U∂V∂X+VðVðY=∂P∂X+1Re(ð2VðX2+ð2VðY2)三、条件设定（网格数，边界条件，求解方法选取，对流项离散格式等）网格数：7662边界条件：{入口边界：U=1,V=0柱体壁面：U=0,V=0出口边界：∂U∂X =0，ðVðX=0上下边界：U=1,V=0求解方法：Re=5,20,200情况下，流动为层流状态，采用SIMPLEC 算法，避免压力项离散产生震荡解对流项离散格式：二阶迎风格式四、计算结果用流体力学软件FLUENT进行模拟计算，GAMBIT生成网格图及计算所得结果图如下：1、网格图2、流线、迹线图Re=5流线Re=5迹线Re=20流线Re=20迹线Re=200流线Re=200迹线五、结果分析由计算结果图可以看出：Re=5时，流动没有分离；Re=20时，流动出现分离，圆柱后产生对称的涡；Re=200时，流动分离加剧，出现脱离的涡。
圆柱高Re数绕流特性的大涡模拟研究
龙源期刊网
圆柱高Re数绕流特性的大涡模拟研究
作者：祝志文等
来源：《振动工程学报》2014年第01期
摘要：采用大涡模拟方法研究了圆柱在Re=4.1×104下的绕流场，预测了圆柱表面的脉动压力平均值和RMS值，得到了与试验报道接近的阻力系数平均值和升力
脉动RMS值，以及涡脱St数，表明了大涡模拟的有效性。
揭示了圆柱涡脱的空间不同步和涡脱频率随时间的变化特征，以及涡脱能量的有限频率带宽分布；分析了圆柱表面θ=90
°和θ=270°点脉动压力时程的统计特性，表明脉动压力的能量均集中在圆柱的漩涡脱落频率上。
提出了基于θ=90°和θ=270°点脉动压力时程的互相关系数和RMS
值，合理估算圆柱截面脉动升力RMS值的公式；基于圆柱表面脉动压力时程的相干性分析，揭示了圆柱升力和阻力产生的流动机理。
旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动的开题报告
旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动的开题报告1. 研究背景薄壁圆柱壳结构在实际工程中广泛应用，因其重量轻、强度高、稳定性好等优点，被应用于各种领域，如航空航天、交通运输、建筑等。
在使用过程中，薄壁圆柱壳结构可能会发生振动，甚至产生进动现象，严重影响结构的性能和使用寿命。
因此，对薄壁圆柱壳结构的振动特性进行研究具有重要意义。
其中，非线性振型进动是薄壁圆柱壳结构振动中的常见问题之一，因此需要对其进行深入探究。
2. 研究目的本次研究旨在探讨旋转薄壁圆柱壳的非线性振型进动的参数振动现象，研究其特性和规律，并构建恰当的数学模型进行分析和计算。
通过研究分析，可以提高薄壁圆柱壳结构的抗振性能，为其在实际应用中提供可靠保障。
3. 研究内容和方法本研究的主要内容为旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动的特性和规律研究。
研究方法主要采用理论分析和数值计算相结合的方法，如：（1）分析非线性振型进动的振动特性和数学模型；（2）建立旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动的数学模型；（3）设计相应算法，通过数值计算方法求解模型，分析模型的稳定性和动力学特性；（4）分析模型的参数变化对振型进动的影响规律。
4. 研究意义本研究旨在深入探究旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动现象，研究其特性和规律。
研究成果可以：（1）进一步提高薄壁圆柱壳结构的抗振性能，增强其在实际工程中的应用范围；（2）为相应的工程应用提供科学依据和指导性建议；（3）建立和完善相关理论体系，推进机械工程和航空航天等领域的发展。
5. 预期成果本研究的预期成果包括：（1）非线性振型进动的振动特性和数学模型研究报告；（2）旋转薄壁圆柱壳非线性振型进动的参数振动的数学模型及其求解算法设计报告；（3）模型计算结果分析和参数变化对振型进动的影响规律报告；（4）相关论文发表。
圆柱受迫振动的二维数值研究的开题报告
圆柱受迫振动的二维数值研究的开题报告题目：圆柱受迫振动的二维数值研究研究背景：在现代工程中，圆柱在流体中的振动问题一直是研究的焦点之一。
圆柱流体力学已经被广泛应用在航空、航天、汽车等领域。
圆柱受迫振动是在流体作用下圆柱发生的振动。
它不仅会引起流体的湍流和噪音问题，而且还会对圆柱的稳定性和强度产生影响。
因此，研究圆柱受迫振动是非常重要的。
研究内容：本次研究的主要内容是圆柱受迫振动的二维数值研究。
数值方法是当前研究圆柱受迫振动的常用方法之一。
将通过对流体力学方程的求解，计算并分析圆柱受迫振动的各种参数及其对系统的影响。
同时，将尝试使用不同的数值方法来模拟圆柱受迫振动，以比较各种方法在模拟圆柱受迫振动问题中的表现。
研究目的：本次研究的主要目的是通过数值模拟研究圆柱受迫振动问题，并探索最佳的数值方法。
同时，通过参数分析和对比研究，深入了解圆柱受迫振动的本质及其对系统的影响。
从而为圆柱受迫振动的进一步研究提供理论基础和方法支持。
研究方法：本次研究将采用数值模拟的方法，使用计算流体力学（CFD）软件对圆柱受迫振动进行模拟。
基于CFD软件的求解器，分别采用有限体积法（FVM）、有限元法（FEM）等不同数值方法进行数值模拟。
通过获取圆柱受迫振动的数值解，并分析解决方案来研究圆柱受迫振动的性质。
研究意义：本研究将有助于深入了解圆柱受迫振动的本质及其对系统的影响。
同时，通过比较不同数值方法的模拟结果，为圆柱受迫振动问题提供更可靠和有效的数值模拟方法。
此外，本研究的成果还将为相关领域的工程实践提供理论支持和指导。
绕流圆柱实验报告
绕流圆柱实验报告引言绕流圆柱实验是流体力学中的经典实验之一，通过实验可以研究圆柱绕流现象以及流体在高速通过圆柱时所产生的力学特性。
本实验旨在探究绕流圆柱的流速分布、压差分布以及阻力系数等相关问题，为进一步研究流体动力学提供基础数据和实验依据。
实验装置和方法实验装置实验装置由水槽、圆柱、压力传感器、流速计、数显电压表、数据采集系统等组成。
实验方法1. 在水槽中放置圆柱，通过水泵将水注入水槽中；2. 打开水泵，调节水流速度，使其保持稳定，记录进水流量；3. 通过改变水泵转速，调节流量，记录不同流速下的数据；4. 采集并记录圆柱前后的压差数据；5. 根据实验所需的其他数据要求进行记录。
实验结果与分析流速分布在实验中，我们记录了不同位置处的流速，并绘制了流速分布曲线。
结果显示，在靠近圆柱表面的地方，流速较慢，而在离圆柱较远的地方，流速较快。
这符合我们对圆柱绕流的认识。
压差分布通过实验测得的圆柱前后的压差数据，我们得到了圆柱表面的压差分布情况。
结果显示，在圆柱前端的压差较小，而在圆柱后端的压差较大。
这是由于流体在经过圆柱时产生了流动分离现象，导致后方形成了一个较大的压力区域。
阻力系数的测定根据实验测得的数据，我们可以计算圆柱的阻力系数。
阻力系数是描述流体阻力大小的一个重要参数，其数值越大，则说明物体所受到的阻力越大。
通过实验测量得到的阻力系数可以与理论值进行比较，从而验证实验的准确性。
实验结论通过绕流圆柱实验，我们得到了圆柱绕流的流速分布、压差分布以及阻力系数等相关数据。
结果表明，在流体通过圆柱时，流速分布和压差分布不均匀，同时圆柱会受到一定的阻力。
实验结果与理论预期相符，并且阻力系数的测定结果与理论值吻合较好，实验结果具有较高的可靠性和准确性。
实验总结绕流圆柱实验是一项经典的实验，通过实验可以研究流体在绕流圆柱时的流动规律。
本次实验得到了流速分布、压差分布和阻力系数等数据，结果与之前的理论预期相符。
绕流圆柱实验具有较高的实用性和科学性，在流体力学研究中具有重要的参考价值。
应用LBM数值模拟圆柱振动绕流
拟 的结果与参考文献进行 了比较 ，结果表明 ，用此方法处理移动边界是可行的 。
关键 词 ：Ｌ Ｂ Ｍ ；圆柱 振 动 ；尾 涡 形态 ；频 率 比 ；移 动 边 界
中 图分 类号 ：０ ３ ５ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ４ ）０ ６ — ０ １ １ ２ — ０ ４
引言
行 的局域运 算 ，各 个节点 的信息在 多个处理器 之间的通 信也 极易优化 ，所 以Ｌ ＢＭ非常适合于并行计算 。
宏观物理量 当作微观 量统计平均的结果 。与传统 的计 算方法 相 比，Ｌ ＢＭ有３ 个重要特 ， （ １ ）算法简 单，用简单的线性运 算加上一个松弛过程 ， 就能模拟各种复杂 的非线性宏观现象 ；
（ ２ ）根据Ｌ Ｂ Ｍ 中 的 状 态 方 程 ，压 力 可 以直 接 求 解 ，而 传 统
பைடு நூலகம்
粒子速度 Ｃ 有九个方向 ，这 九个方向 由以下方程给 出
（ ｏ ， ｏ ） ，
ｃ
的计 算方法必须 花较大 的精 力去求解Ｐ ｏ ｉ ｓ ｓ ｏ ｎ 方程 或类似 的
方 程 才 能得 到 压 力 ； （ ３ ） 由于 Ｌ ＢＭ 的松 弛 迭 代 是 可 同步 进
收 稿 日期 ：２ ０１ ４ ． ０ ４ — ０ ６
ｏ ｐ
反 埘 称 形 Ｉ ｖ
ｏ 。
｝ ● 一 — 制 Ｐ３
图１ 几 种 涡 脱 落 形 态 示 意 图
具有自由液面流场中圆柱绕流的数值模拟研究的开题报告
具有自由液面流场中圆柱绕流的数值模拟研究的开题报告题目：具有自由液面流场中圆柱绕流的数值模拟研究摘要：本文研究在自由液面流场中的圆柱绕流现象，利用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟研究。
在将流体动力学方程（包括连续性方程、动量方程和能量方程）应用于问题之后，将网格结构、模型等计算参数进行优化选择，并采用数值模拟软件 Fluent 进行模拟计算。
通过对流体的动量、速度、压力和涡量等参数进行分析，研究了圆柱绕流现象的特点和规律。
本文的研究成果将对自由液面流场中圆柱绕流相关问题的研究提供参考意义。
关键词：自由液面流场、圆柱绕流、数值模拟、Fluent软件Introduction：自由液面流场中的圆柱绕流现象是流体力学中的一个研究热点，其应用广泛，如海洋工程、船舶工程、风车、桥梁结构等。
圆柱绕流涉及到流体中的各种现象，如流动分离、旋转流、涡流等，这些现象对于自由液面流场中的圆柱绕流问题的研究至关重要。
因此，流体力学研究者一直致力于研究圆柱绕流现象并提出相应的数学模型。
Research Objectives：本文旨在通过数值模拟方法研究自由液面流场中的圆柱绕流现象，分析流体的动量、速度、压力、涡量等参数的变化规律，进一步探究其特点和规律。
Research Methods：本文主要采用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟研究。
将流体动力学方程（包括连续性方程、动量方程和能量方程）应用于问题之后，按照优化的网格结构和模型，采用数值模拟软件 Fluent 进行模拟计算，并通过对流体动量、速度、压力和涡量等参数进行分析，研究其特点和规律。
Expected Results：本文研究预计能够探究出自由液面流场中的圆柱绕流现象的特点和规律，并得出相对准确的数值计算结果，这对相关研究具有十分重要的意义。
Conclusion：通过对自由液面流场中圆柱绕流的数值模拟研究，本文得出的研究结论将对类似问题的研究提供参考意义。
振动圆柱绕流锁定区域的数值解
振动圆柱绕流锁定区域的数值解*方平治 顾明（同济大学 土木工程防灾国家重点实验室，上海200092）摘 要 基于Fluent 6.1并结合其动网格技术和UDF 功能，本文研究了在雷诺数Re = 100时振动圆柱的绕流问题。
振动圆柱绕流的一个重要特征就是出现锁定现象。
首先，给出固定圆柱绕流的数值模拟结果和锁定现象的判别方法：当频率比（振动圆柱的频率和固定圆柱的漩涡脱落频率之比）r f ＜1时，利用升力系数的频谱图；当r f ＞1时，利用尾流区内相对于振动圆柱的参考点的流向速度的频谱图；其次，对升力系数和阻力系数的时程曲线在锁定和非锁定状态的特征进行了分析；在以上讨论和大量计算的基础上，本文最后给出了振动圆柱绕流的锁定区域。
关键词 锁定现象，锁定区域，动网格技术，振动圆柱ex 0 引言由于有着广泛的工程应用背景和简单的几何外形，圆柱的自激振动绕流问题受到人们的重视[1,2]。
这种气动弹性问题的一个重要特征就是会出现锁定现象，从而和固定圆柱的绕流问题有着本质的区别。
圆柱自激振动的物理现象比较复杂，而振动圆柱绕流问题是该物理现象的一种近似和简化，因此，探讨两种绕流问题之间的内在联系是近几年来的热点之一[3]。
目前，多数文献集中在横向振动绕流问题，本文的论述和研究范围也是这种单自由度模型。
早期对圆柱绕流问题的研究主要依靠实验，近几年来，数值模拟已成为一种不可替代的研究手段[4]。
本文采用数值模拟方法研究二维平面内横向振动圆柱的绕流问题。
自激振动下的圆柱绕流和雷诺数Re 密切相关，随着Re （或则折减速度）的不同，出现了不同的漩涡脱落模式：2S （每一个漩涡脱落周期内形成两个漩涡），2P （每一个漩涡脱落周期内形成两对漩涡），P+S ，2P+2S 等[2]。
伴随着漩涡脱落模式的变化，自激振动出现迟滞现象或间歇现象，而且绕流特征更加复杂，比如，在该自激振动系统中需要仔细区分5种不同含义的频率[1]，即0.5(1/2)(/)vac f k m π=：圆柱在真空中的自然频率；/st t f S U D =：固定圆柱的漩涡脱落频率；f ：由于气动弹性效应而形成的圆柱的自激振动频率；vs f ：自激振动中圆柱的漩涡脱落频率；com f ：出现锁定现象时系统的频率，此时f com ex vs f f ==r 。
圆柱涡致振动控制的实验研究的开题报告
圆柱涡致振动控制的实验研究的开题报告一、选题背景及研究意义圆柱涡致振动是雾化器、风力发电机、桥梁等工程领域中普遍存在的振动问题，也是空气动力学和结构力学领域中的重要研究课题。
随着现代科技的不断发展，研究人员通过数值模拟和实验手段取得了许多成果，但是涡致振动的控制问题仍然存在挑战。
因此，在对圆柱涡致振动机理研究的基础上，探索圆柱涡致振动控制的有效方法是非常重要和必要的。
当前，涡激振动控制已成为一种先进的、有效的减振方法，通过添加周期性扰动来影响涡的形成和成长，从而减小涡致振动的危害。
然而，即使这种方法得到了广泛研究和应用，其机理的物理本质还不十分清楚。
同时，采用涡激振动控制的工程应用仍存在一定风险。
因此，开展圆柱涡致振动控制的实验研究，对于深入理解涡激振动控制机理，提高工程应用的安全性具有十分重要的意义。
二、研究内容及方法本研究计划开展基于气动力和结构力学对圆柱涡致振动控制的实验研究。
研究内容包括：1. 圆柱涡致振动机理研究：通过激光干涉仪和数字图像测量技术等手段，研究圆柱涡致振动及相关机理，并与理论模型进行比较和验证，为后续涡激振动控制提供理论基础支撑。
2. 圆柱涡激振动控制：在理论分析和前期实验的基础上，设计开展圆柱涡激振动控制实验。
实验中，可以采用改变激励源的类型、激励频率、激励幅值等手段对涡致振动进行控制，随后对比分析实验结果和理论预测的结果，探究圆柱涡激振动控制的实际效果和机理。
3. 涡致振动控制效能评估：对实验结果进行分析和评估，包括圆柱振幅和周期的变化等，评价涡激振动控制的有效性和优越性。
4. 工程应用可行性研究：根据实验结果，探讨圆柱涡激振动控制在实际工程中的应用情况和可行性，为工程应用提供理论和实验基础。
本研究计划主要采用实验研究方法，包括所需的实验设备和测试技术等。
其中，激光干涉仪、高速摄像机、静压传感器和数据采集系统等设备将作为主要的实验装置。
通过实验数据的采集和处理，获得涡致振动机理和涡激控制的实验结果，为理论研究和工程应用提供实验基础支撑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计（论文）开题报告题目Fluent软件在垂直振动圆柱绕流中的应用专业名称飞行器设计与工程班级学号11062208学生姓名魏孔泯指导教师何国毅填表日期2015 年 4 月 3 日一、选题的依据及意义：钝体绕流是流体力学的经典研究课题之一。
所谓钝体是指这样一些物体，他们的绕流会在大部分物面发生分离。
钝物体绕流问题大量出现在实际问题中，如风工程中风对各种建筑物的绕流、海岸工程中的河水流过桥墩、海洋石油工程中的开采平台、钻杆、水下输油管道、化学工程、地面交通、航空航天等广泛领域中。
在工业设备中绕流现象更是经常发生，如各类管壳式换热器。
而且绕流也涉及流动分离、漩涡的生成和脱落，可以诱发作用在物体上纵向和横向的非定常载荷，激起结构的振动响应，即涡致振动。
有时涡致振动甚至会造成结构损毁的严重后果。
因此掌握钝体绕流的特性对工程实际和工业设备的设计非常重要。
长期以来一直是学者们的研究热点，其中尤其一圆柱绕流最为常见和重要，这不仅是因为它在工程技术中应用最广，而且研究他也是了解其他各种柱状钝体绕流的基础。
一般认为雷诺数是圆柱绕流中其决定作用的的因素，随着雷诺数的增加，粘性不可压缩流体绕圆柱的流动会呈现各种不同的流动状态，在雷诺数小时，是定常流动，当雷诺数继续增加时，圆柱后会产生一对位置固定、对称的尾涡。
当雷诺数较大时，尾流首先出现失稳并周期性振荡。
之后附着涡交替脱落，泻入尾流形成卡门涡街，随着雷诺数的增加，流动会越来越复杂，最后发展为湍流。
一般研究圆柱绕流有试验方法和数值模拟两种方法。
其中试验方法是在水洞中进行实验并获得数据。
用双色注射染料显示尾迹结构,使用激光多普勒测速仪获得速度数据。
但这种方法的使用条件比较高，所需费用也比较高。
相对而言数值模拟方法使用条件和操作过程相对简单，研究过程所发费用也相对较少，因此数值模拟方法应用比较广泛。
本文研究采用Fluent软件，分别用多种流动模型在不同的雷诺数下对圆柱绕流进行数值模拟，计算得到升阻力系数、分离点位置等结果，并对实验结果进行比较。
二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1、钝体绕流的研究钝体绕流的研究已经有相当长的历史。
早在1879年，Strouhal研究弦线在空气中振动发声时，发现其频率只与弦线的直径和速度有关，为一常数，称之为斯特劳哈尔数(St数)，也可用折合频率k表示。
一年后，Rayleigh在观察风吹琴弦振动时，注意到弦的振动不是沿着风向，而主要发生在与风垂直的方向。
1908年，Benard观察并研究了圆柱体尾迹中的周期性和旋涡脱落现象。
1912年冯·卡门系统研究了涡街的形成和稳定性问题并确定了涡系动量与尾流阻力之间的关系，成为钝体绕流研究的一个重要里程碑。
近年来，由于海洋工程、航空工程和工业空气动力学的实际需要，钝体绕流再次引起了人们极大的兴趣。
但是，由钝体尾迹是随着旋涡脱落的复杂分离运动，对于我们来说，许多流动现象和其根本的物理机制仍未得到透彻的认识。
众所周知，圆柱绕流是一种复杂的流动现象，它基本上是由三种现象组成的，边界层流动、分离的自由剪切层流动和尾迹流动。
在多年来的研究过程中，国内外的研究取得了进展，主要可以用三个标志性研究成果来代表：(1)1912年，冯·卡门第一个系统研究了圆柱尾流涡街的形成和稳定性问题，并确定了涡系动量与尾流阻力之间的关系，成为钝体绕流研究的一个重要里程碑；(2)1954年，Roshko运用实验方法，第一个发现了圆柱绕流存在转捩区，确定其尾流在低雷诺数和中等雷诺数之间存在三个不同的发展阶段：线性流动阶段，转捩阶段和不规则的湍动阶段。
(3)1992年，Williamson通过实验首先精确确定圆柱绕流三维转捩的雷诺数发生范围180．260。
并在圆柱近壁区发现流向涡存在两种模式，它们都与三维转捩有关。
关于绕流流动中的三个经典研究成果，国内外已有大量的学者进行了研究。
Karman涡街的存在是圆柱尾迹流动的主要特征。
早在1912年，冯．卡门就对这个物理现象进行了论述。
在研究过程中，不仅发现了稳定的涡街，而且建立了涡街结构和作用在圆柱上阻力之间的关系。
以后大量的工作开始致力于揭示圆柱绕流的物理特征的奥秘(Kovasznay 1949。
Rosenhead 1953，Wille 1960，1966)。
1954年，Roshko运用实验方法，发现了圆柱绕流存在转捩区，尾流速度波动存在明显的不规则性。
而且流场从低雷诺数到中等雷诺数，圆柱尾流存在三个不同的发展阶段：线性流动阶段，转捩阶段和不规则的湍动阶段。
随后，又有大量研究(Berger&Willel972，Oertell990，和Coutanceau&Defaye 1991，Blevins1990)刻画描述这三个不同发展阶段的物理特征(St数，升力和阻力系数，背压系数，尾迹分离点，表面剪切压力，回流区长度和尾流速度值等)。
但是，上述研究部是建立在二维研究基础上，忽略了三维作用效果。
到80年代后期，科学家们开始将研究转向圆柱尾流湍流三维转捩的方向上(Williamson 1988a,b，Eisenlohr&Eckelmann 1989)。
1992年，Williamson通过实验发现圆柱尾涡脱落现象，并在近壁区精确发现流向涡存在两种模式，它们都与三维转捩有关，发生的雷诺数在180--260。
该项成果是圆柱尾迹研究史上另一个里程碑，从此大量的实验和数值计算进行了揭示圆柱尾迹三维转捩机理的研究(Kamiadakis&Triantafylloy 1992，Braza 1994，Dusek,Le&Fraunie 1994)。
Williamson(1996)的文章对近年来这方面的工作有较完整的归纳总结。
1955年，Taneda在玻璃水槽中进行了圆柱尾涡的测量试验。
1966年，Gerrard对尾迹中的涡脱落和涡街形成机制给出了一种物理描述，并认为造成涡脱落的决定性因素是物体后部的二个分离剪切层的相互作用(剪切层相互作用模式)。
目前，对卡门涡街形成的物理机制有不同方面的研究，有些学者从涡层相互作用的方面做了很多研究。
吴介之等(1993)研究了低Re数下圆柱尾涡对称结构发生变化的动力学过程。
Williamson(1996)总结了有关圆柱尾迹的涡动力学研究成果，指出以圆柱为代表的钝体绕流为代表具有复杂的现象，他们常常涉及到三个剪切层，也是边界层、分离自由剪切层和尾迹的相互作用。
如图1所示图1圆柱绕流中剪切层示意图，摘自Williamson(1996) Coutancea等人(1988)则采用二次涡振荡模式对圆柱尾涡形成的过程进行了解释。
Perry 等人(1982)则用圆柱尾流中瞬时流线和染色线的拓扑性质来分析涡街的形成过程。
Triantafgllou等(1986)，Monkewitz(1988)，Oertel(1990)认为涡街的形成来自近尾流区尾迹发展的绝对不稳定性。
这些研究角度各异的研究都有助于加深对涡街的物理机制的认识。
2、数值模拟方法的研究经过了几十年的发展，CFD 出现了多种数值解法，这些方法之间的主要区别在于对于控制方程的离散格式。
根据离散的原理不同，CFD的三个主要方法为：1）有限差分法(Finite Difference Method，FDM)；2）有限元法(Finite Element Method，FEM)；3）有限体积法(Finite Volume Method，FVM)；有限差分法是应用最早、最经典的CFD 方法，它将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域，然后将偏微分方程的导数用差商代替，推导出含有离散点上有限个未知数的差分方程组。
求出差分方程组的解，就是微分方程定解问题的数值近似解。
它是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法。
这种方法发展较早，比较成熟，较多地用于求解双曲型和抛物型问题。
有限元法是20世纪80年代开始应用的一种数值解法，它吸收了有限差分法中离散处理的内核，又采用了变分计算中选择逼近函数对区域进行积分的合理方法。
有限元法基本求解过程是把计算区域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内选择一些合适的节点作为求解的函数的插值点。
将微分方程中的变量写成由各个变量或其导数的节点值与所选的插值函数组成的线性表达式，将微分方程进行离散求解。
有限元法对结构的求解具有很强的适应性，可以解决很多实际的工程问题。
有限体积法是将计算区域划分为一系列控制体积，将待解微分方程对每一个控制体积积分得出离散方程。
有限体积法的关键是在导出离散方程的过程中，需要对界面上的被求函数本身及其导数的分布做出某种形式的假定。
用有限体积法导出的离散方程可以保证具有守恒特性，而且离散方程系数物理意义明确，计算量相对较小。
有限体积法利用控制体积分使离散方程的守恒性得到自然满足这一优势使得该方法得到了广泛应用。
随着计算方法迅速发展以及计算机内存的改善，越来越多的研究者开始趋向于通过CFD 的方法来研究圆柱涡激振动问题。
Mittal & Tezduyar (1992)采用有限元法对290< Re<360的流场中圆柱横向涡激振动进行数值计算，观察到了迟滞和锁定现象。
Blackbur等(1993,1996)对低雷诺数下圆柱涡激振动的数值计算研究了圆柱振动响应和受力变化，并且分析了质量比和阻尼对振动响应幅值变化的影响。
Newman & Karniadakis(1995)则采用贴体坐标方法对低雷诺数下弹性索绕流进行二维及三维直接数值模拟。
Zhou 等(1999)采用离散涡方法计算了圆柱在均匀来流情况下的单自由度和双自由度下的动态响应, 并研究了阻尼和质量比对响应值的影响，认为质量比对圆柱涡激振动响应有重要影响。
Guilmineau&Quentey (2001)对低质量比弹性支撑刚性圆柱在雷诺数900<Re<15000的流场中的横向涡激振动进行计算。
计算结果表明圆柱涡激振动响应与初始条件相关，当圆柱从静止或是速度减小情况下仅能够得到涡激振动的下端分支，流体速度不断增大的情况下，能够得到与实验值相当的最大振幅，但上端分支与实验结果不能很好的吻合。
Williamson&Govardhan (2004)对众多研究人员对低雷诺数层流圆柱的涡激振动数据进行整理，表明在锁定区域的低速段存在迟滞循环，同时也表明了在低雷诺数层流泻涡中的横向涡激振动的最大振幅要远小于高雷诺数下的最大振幅值。
Singh & Mittal(2005)研究了低雷诺数下折合速度与雷诺数对圆柱涡激振动响应的影响。
在他们的计算中发现：当Re < 300时，圆柱尾流中的泻涡为2S 模态；当Re > 300时，尾流中出现了P+S 形式的泻涡，这是第一次在自激振动中发现P+S 形式的泻涡。