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Author: Viganò, Paolo
Title: Simulazione numerica del flusso attorno ad una struttura cilindrica oscillante in una corrente fluida ad elevato numero di Reynolds
Date: Tuesday 23rd October 2007
Advisor: Formaggia, L.
Advisor II: Nobile, F.
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Abstract: Con questo lavoro si è cercato di riprodurre, attraverso delle simulazioni numeriche con il codice commerciale Fluent, i risultati sperimentali trovati nella Galleria del Vento del Politecnico di Milano relativi ad un cilindro libero di muoversi, investito da una corrente d'aria trasversale ad un numero di Reynolds di circa 50 000. Sono state effettuate prove sia bidimensionali che tridimensionali e si sono analizzati i risultati, sia dal punto di vista delle forze in gioco che da quello del campo di moto a valle del corpo con i relativi modi di scia. In 2D sono state realizzate simulazioni sia a moto libero che a moto imposto, mentre in 3D è stata effettuata solo una prova a moto imposto. Si può affermare che si sono riprodotti i risultati relativi alle basse ampiezze di oscillazione, mentre il codice, con i relativi modelli di turbolenza, non è stato in grado di simulare correttamente il fenomeno ad elevate ampiezze di oscillazione. Il costo computazionale troppo elevato non ha permesso di effettuare prove più accurate e complesse che, probabilmente, avrebbero restituito risultati più soddisfacenti. Parole chiave: simulazione numerica, cilindro oscillante, vortex shedding, lock-in, moto imposto, moto libero, modi di scia. In this work we try to reproduce, by numerical simulation with the commercial software Fluent, experimental results found in Galleria del Vento of Politecnico di Milano referred to a free circular cylinder into a trasversal air flow at Re = 50 000. Both bidimensional and tridimensional simulations have been made and we analyzed the results in terms of forces on the body, flow field and wake modes. We realized 2D simulations in both forced and free motion and only a 3D simulation in forced motion. We can observe that we found the results referred to low oscillation's amplitudes, but the software, with his turbulence models, haven't simulate correctly the phenomenon at high oscillation's amplitudes. An excessive computational cost have not permitted to make more accurate and complex simulations that, probably, should give better results. Keywords: numerical simulation, oscillating cilinder, vortex-shedding, lockin, forced motion, free motion, wake modes