双自由度子母管线涡激振动数值研究

作     者：蒋昌波 徐进 屈科 JANG Changbo;XU Jin;QU Ke

作者机构：长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2021年第42卷第5期

页      面：729-737页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51839002) 国家自然科学基金项目(51809021,51879015). 

主　　题：浸没边界方法 子母管线 双自由度 涡激振动 流固耦合 锁定区间 雷诺数 数值模拟 

摘      要：为了研究双自由度子母管线周围的绕流特征,本文采用高精度浸没边界方法模拟了不同布置条件下双自由度子母管线的涡激振动特性,探讨子母管线质量比、间距比、空隙比和角度对子母管线低雷诺数振动特性及水动力的影响。结果表明:随着子母管线的质量比和间距比的增大,管线涡激振动的最大振幅逐渐减小,发生锁定的区间也变窄。不同角度对子母管线涡激振动的抑制作用不同,子管与母管并列时对子母管线涡激振动的抑制作用更强。另外通过对流向和横向耦合振动的分析可发现,低质量比时流向振动对横向振动的振幅和频率影响较大,而高质量比时这种影响相对较小。