小间距比下串列双圆柱涡激振动数值模拟研究:振动响应和流体力

作     者：陈威霖 及春宁 许栋 CHEN Weilin;JI Chunning;XU Dong

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 

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

年 卷 期：2018年第37卷第23期

页      面：261-269页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 1002[医学-临床医学] 0815[工学-水利工程] 0837[工学-安全科学与工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金创新研究群体科学基金(51621092) 国家自然科学基金面上项目(51579175) 国家超级计算广州中心支持 

主　　题：小间距比 串列双圆柱 涡激振动 振动响应 

摘      要：对小间距比(L*=1. 1～1. 5)下串列双圆柱涡激振动进行了数值模拟研究,其中Re=100,折合流速为U_r=3～30,质量比为m*=2. 0。为保证圆柱之间的距离不变,两圆柱均仅作横向振动。根据圆柱响应的不同将间距比范围内的涡激振动分为三种:(1)间距比L*≤1. 1时,响应存在于较大的折合流速(U_r=4～28)范围内;(2)间距比L*=1. 2～1. 3时,在大折合流速时,类似于高雷诺数时的尾流弛振出现;(3)间距比L*≥1. 5时,响应随折合流速增加并达到最大值,之后随折合流速缓慢减小,并最终稳定在较大的幅值上。对应不同的响应类型,上游和下游圆柱的流体力也呈现不同的变化;由于受到上游圆柱的屏蔽,下游圆柱的阻力均值要明显小于上游圆柱;在出现尾流弛振的区域,两圆柱的升力均方根随折合流速增加;此外,某些折合流速下圆柱之间的非稳定耦合作用也被反映出来。