利用延迟反馈控制柔性圆柱涡激振动数值研究

作     者：邹琳 王程 徐劲力 陶凡 左红成 ZOU Lin;WANG Cheng;XU Jingli;TAO Fan;ZUO Hongcheng

作者机构：武汉理工大学机电工程学院武汉430070 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2022年第41卷第22期

页      面：193-201页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11972268) 

主　　题：柔性圆柱 尾流振子 涡激振动(VIV) 延迟反馈 数值计算 

摘      要：以三维细长柔性圆柱为研究对象,基于结构梁振动模型和尾流振子模型,采用二阶中心有限差分方法求解耦合方程,研究延迟反馈控制作用下柔性圆柱的涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)响应特性。研究发现:柔性圆柱的振动幅值和振动频率会随着延迟时间τ的增加呈现周期性变化,不同的延迟时间τ耦合不同的延迟增益k_(d),可以实现柔性圆柱不同振动幅值和振动频率的控制;在耦合延迟增益(k_(d))符号相反时,变化曲线会有半个周期的相位差;且延迟时间τ并不能改变振幅峰值,其大小只与延迟增益k_(d)有关。理论分析证明:当τ不断增加时,振动频率f和波数k会趋向于定值。该研究提出的延迟反馈方法能够有效控制柔性圆柱的涡激振动,为海洋立管等柔性钝体的振动控制提供新的方法和思路。