Two-way fluid-structure interaction simulation for steady-state vibration of a slender rod using URANS and LES turbulence models

Ataollah Rabiee

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자료유형: 학술저널

저자정보: Ataollah Rabiee

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제51권 제2호

발행연도: 2019.1

수록면: 573 - 578 (6page)

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Anisotropic distribution of the turbulent kinetic energy and the near-field excitations are the main causesof the steady state Flow-Induced Vibration (FIV) which could lead to fretting wear damage in verticallyarranged supported slender rods. In this article, a combined Computational Fluid Dynamics (CFD) andComputational Structural Mechanic (CSM) approach named two-way Fluid-Structure Interaction (FSI) isused to investigate the modal characteristics of a typical rod's vibration. Performance of an UnsteadyReynolds-Average Navier-Stokes (URANS) and Large Eddy Simulation (LES) turbulence models onasymmetric fluctuations of the flow field are investigated. Using the LES turbulence model, any largedeformation damps into a weak oscillation which remains in the system. However, it is challenging to useLES in two-way FSI problems from fluid domain discretization point of view which is investigated in thisarticle as the innovation. It is concluded that the near-wall meshes whiten the viscous sub-layer is ofgreat importance to estimate the Root Mean Square (RMS) of FIV amplitude correctly as a significantfretting wear parameter otherwise it merely computes the frequency of FIV.

참고문헌 (23)

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R.D. Blevins / 1979 / Flow-induced vibration in nuclear reactors: A review / Progress in Nuclear Energy 4(1):25~49

J. D. Hooper / 1984 / Large-scale structural effects in developed turbulent flow through closely-spaced rod arrays / Journal of Fluid Mechanics 145(-1):305

S. Chen / 1972 / Parallel-flow-induced vibration of fuel rods / Nucl. Eng. Des 18:253~278

M.P. Paidoussis / 1998 / Fluid-structure Interactions: Slender Structures and Axial Flow / Academic press

M.P. Paidoussis / 2004 / Fluid-structure Interactions: Slender Structures and Axial Flow / Academic press

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