（3）多相流：CFX的多相流模型可以用于分析实际工程运用中的各种流动。包括单颗粒运动模型，连续相以及分散相的多相流模型。

   （4）传热：CFX可以计算对流、传导和辐射，不单单在普通的流域内，这种功能的加入将会对研究能源方面的发展更加迅速。

前处理模块ICEM CFD作为ANSYS-CFX预处理模块，可以向研究人员以及工程师提供先进的高质量网格技术，ICEM CFD网格划分功能十分强大，可满足CFD对网格划分的严格要求：全六面体网格技术可以满足当代计算机快速计算的要求，同时网格质量提高了数倍，对于一直烦恼的边界层网格问题也得到了解决，边界层网格自动加密，流场的变化都可以快速体现出来，并对结果有关键影响。映射技术自动修复几何表面的裂缝或者小洞，从而生成光滑的网格。网格质量检查功能可以检查、标志出质量差的网格单元，“光滑”功能用来对已有的网格进行优化处理，提高网格质量。

在湍流模型的应用上，除了经常运用的湍流模型外，CFX最先使用大涡模拟和分离涡模拟等高级涡流模型。ANSYS-CFX运用实际工程中，计算速度更快更便捷更精确，与此同时，其求解器获得了对并行计算最有利的几何线形的“计算时间-网格数量”求解性能，这些先进技术的运用使技术人员敢于大胆地计算大型工程的真实流动。在CFD计算中，网格技术是影响求解精度和速度的重要因素之一。ANSYS-CFX软件足以满足我们制作模型的要求，它的求解系统十分便捷，导出数据只要简单处理就可以得到研究人员以及工程师所需要的结果。

1。4 本文的主要内容

   本文针对不同质量比下的涡激振动问题，建模进行数值模拟，主要采用ANSYS-CFX软件，为了更好地研究质量比对涡激振动的影响，在研究质量比之前，对另一个影响涡激振动的参数——雷诺数进行简要建模分析，确定“锁定区间”后，选择不同的质量比进行数值模拟计算。本文分为以下四个部分：

第一章主要介绍本文选题的背景，简要叙述了国内外关于涡激振动的发展现状，并总结了现阶段涡激振动研究仍然存在的问题。同时，介绍了本文研究所采用的软件。

第二章阐述了涡激振动的基本概念和原理，介绍了圆柱体涡激振动相关方程，以及涡激振动的相关参数。

第三章在ANSYS-CFX软件中建立相关的三维模型，利用Workbench相关模块求解结构的基本参数。在变雷诺数下，对三维模型进行双向流固耦合数值模拟计算，确定“锁定区间”范围，为不同质量比下的涡激振动计算提供依据。

第四章在中低质量比范围内改变质量比的值，研究不同质量比对涡激振动的影响，同时计算一组超低质量比并对比分析，为研究人员开采资源而变换不同生产方案提供依据。

 第二章 涡激振动基本理论

2。1 涡激振动基本概念

   在海洋工程领域中，根据海洋结构物的尺寸以及直径长度比，把周期运动分为两种：涡激振动（Vortex-Introduce Vibration，VIV）与涡激运动（Vortex-Introduce Motion，VIM）。将圆柱体置于一定速度的洋流中，由于流体具有粘性，流体流经圆柱体时会与圆柱体发生分离，在圆柱体两侧发生交替泻放的漩涡，此时，圆柱体受到来流方向以及横向的脉动压力。在圆柱体是弹性支撑的情况下，来流方向以及横向周期性的脉动压力会导致立管在横向以及来流方向出现周期往复运动，即使圆柱体产生振动，而圆柱体运动的同时又会改变其尾流漩涡泻放形式，流场的变化又反过来影响圆柱体的运动，这种流体与圆柱体之间的耦合作用称之为“涡激振动”（VIV），涡激振动现象在大自然中随处可见，不仅在海洋中出现，在空气中也随处可见涡激振动。如图2-1所示：