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并列双圆柱流致振动的不对称振动和对称性迟滞研究

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力学学报 2015年第5期47卷 731-739页

作者：陈威霖及春宁徐万海天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

对雷诺数Re=100间距比s/D=2.5和5.0的并列双圆柱流致振动进行了数值模拟研究,其中圆柱质量比m*=2.0,折合流速Ur在2.0～10.0之间,两圆柱仅能做横流向振动.研究发现,当间距比s/D=2.5时,在折合流速4.0圆柱流致振动响应出... 详细信息

对雷诺数Re=100间距比s/D=2.5和5.0的并列双圆柱流致振动进行了数值模拟研究,其中圆柱质量比m*=2.0,折合流速Ur在2.0～10.0之间,两圆柱仅能做横流向振动.研究发现,当间距比s/D=2.5时,在折合流速4.0圆柱流致振动响应出现不对称振动现象,在折合流速4.4圆柱流致振动响应出现对称性迟滞现象;而当间距比s/D=5.0时,圆柱流致振动响应与单圆柱涡激振动响应相似,没有出现不对称振动和对称性迟滞现象.在不对称振动区间内,两圆柱的升、阻力参数也出现了不相等的情况.此外,当两圆柱不对称振动时,圆柱间隙流稳定地偏斜向其中的一个圆柱;相应地,尾涡也出现了宽窄不等的模式.窄尾流圆柱的振幅和升、阻力均较宽尾流圆柱的大.通过对比不对称振动现象发生前后的尾涡模式,对新现象的产生机制进行了阐述.

关键词：流致振动并列双圆柱不对称振动对称性迟滞

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并列双圆柱绕流特性和互扰效应数值模拟研究

应用力学学报 2021年第2期38卷 844-850页

作者：林凌霄陈威林永水李营武汉理工大学理学院武汉430063 北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

基于CFD方法,对不同间距比(1.25≤T^(*)≤5)下的二维双圆柱绕流进行了数值模拟研究。初步研究结果表明:当1.252.2时尾流能达到稳定且上下侧圆柱涡的脱落出现同步,即流场趋于稳定的临界值为T*≈2.2。进一步研究发现:当2.23.3时,两圆柱尾... 详细信息

基于CFD方法,对不同间距比(1.25≤T^(*)≤5)下的二维双圆柱绕流进行了数值模拟研究。初步研究结果表明:当1.252.2时尾流能达到稳定且上下侧圆柱涡的脱落出现同步,即流场趋于稳定的临界值为T*≈2.2。进一步研究发现:当2.23.3时,两圆柱尾流为反相同步模式。T^(*)≈3.3可认为是尾流从同相同步到反相同步转变的临界值。当T^(*)>4时,两圆柱间干扰很小,尾流形态趋于单圆柱的尾流形态。

关键词：并列双圆柱间距比同步模式圆柱绕流数值模拟

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横流向热浮升力对并列双圆柱流致振动的影响

振动与冲击 2023年第13期42卷 58-65页

作者：俞华锋孙震洲王义瑄及春宁浙江省深远海风电技术研究重点实验室杭州311122 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

采用浸入边界法对横流向热浮升力作用下并列双圆柱的流致振动进行数值模拟研究。详细总结了理查森数Ri=3条件下并列双圆柱的最大振幅、时均位移、升阻力系数、频率特性和尾流模式等随间距比及折合流速的变化规律。研究发现:在横流向热... 详细信息

采用浸入边界法对横流向热浮升力作用下并列双圆柱的流致振动进行数值模拟研究。详细总结了理查森数Ri=3条件下并列双圆柱的最大振幅、时均位移、升阻力系数、频率特性和尾流模式等随间距比及折合流速的变化规律。研究发现:在横流向热浮升力作用下,并列双圆柱振幅和升、阻力系数呈现不对称特点,振动响应除出现涡激振动外,在更高折合流速下出现驰振;圆柱振动平衡位置相对其初始位置均发生与热浮升力反向的偏移,偏移量随折合流速增大而增加;在涡振阶段,并列双圆柱尾流场表现出稳定的宽窄尾流模式,两个圆柱的泄涡基本保持反相同步;在驰振阶段,尾流场表现为同相同步模式,圆柱的振动响应出现了倍频锁定现象。

关键词：热浮升力并列双圆柱涡激振动

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基于流声分解法的并列双圆柱流声数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2016年第2期37卷 223-230页

作者：杜炳鑫张文平明平剑倪大明井丽龙哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 北京民用飞机技术研究中心北京102211

为了研究低流速下多体绕流激噪声,提出一种基于流声分解法的双圆柱绕流激噪声预报方法。在自主开发的通用流体力学数值模拟软件GTEA基础上,编写了双圆柱绕流噪声计算程序。采用单圆柱绕流噪声计算,验证了流声分解法的正确性和可靠性,对... 详细信息

为了研究低流速下多体绕流激噪声,提出一种基于流声分解法的双圆柱绕流激噪声预报方法。在自主开发的通用流体力学数值模拟软件GTEA基础上,编写了双圆柱绕流噪声计算程序。采用单圆柱绕流噪声计算,验证了流声分解法的正确性和可靠性,对不同圆心距系数(圆柱间中心距与圆柱直径之比)S为1.1、1.7、3.0的并列双圆柱绕流和噪声进行了数值计算。研究表明:并列双圆柱绕流流场可分成单钝体绕流、混合绕流、稳定流3种形式,3种绕流形式对应3种不同声场,混合绕流的声场呈现多极子分布与单圆柱偶极子噪声分布有明显不同,流场分布形式直接决定声场分布形式。

关键词：流声分解法气动噪声圆柱绕流并列双圆柱流场分布

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并列双圆柱绕流的水动力特性研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2015年第5期45卷 107-113页

作者：于定勇崔肖娜唐鹏中国海洋大学工程学院山东青岛266100

多柱体系统在石油开采逐渐向深海发展的过程中得到广泛的应用，由于波浪、流对多柱体的影响易导致其破坏。因此研究多柱体系统绕流具有重大价值。目前多不等直径多柱体绕流的研究还有待深入。本文利用Fluent模拟雷诺数Re=3900，G／D为0... 详细信息

多柱体系统在石油开采逐渐向深海发展的过程中得到广泛的应用，由于波浪、流对多柱体的影响易导致其破坏。因此研究多柱体系统绕流具有重大价值。目前多不等直径多柱体绕流的研究还有待深入。本文利用Fluent模拟雷诺数Re=3900，G／D为0．1～2．5，d／D为0．5、1．0情况下并列双圆柱的绕流过程，并根据模拟结果分析G／D和d／D的变化对大、小柱体涡脱落形态、升力系数cr、阻力系数G和sf值的影响。结果表明，随着G／D变化，涡脱落形态会呈现出不同的形式，绕流参数值也随之发生变化。当0〈G／D≤0．2时，柱后只有一个涡脱落，为单一涡脱落区，升、阻力系数值存在突变，St值小于单柱S￡值；当0．2〈G／D≤0．5～1．0时，柱后出现交替的偏斜流，为偏斜流区，升、阻力系数随着G／D的增大而减小，S￡值在两个极值之间变化；当0．5～1．0〈G／D≤2．5时，柱后有成对的涡旋，为双旋涡脱落区，升阻力系数值趋于稳定，St值稳定在0．2左右。偏斜流区与双旋涡脱落区之间的临界间距比G／D随着d／D的增大而增大；不等直径情况下，间隙流偏斜对大柱的影响小于对小柱的影响。

关键词：并列双圆柱升力阻力系数涡脱落形态斯特鲁哈数St

并列双圆柱尾迹被动控制中流场特性的实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2004年第6期19卷 702-708页

作者：张洪军苏中地尹招琴中国计量学院杭州310018

　本文采用一个与主圆柱平行的小圆柱对并列双圆柱(中心距为1.5D,其中D为圆柱直径)的旋涡脱落进行被动控制。研究中,基于圆柱直径的雷诺数Re=5900。控制小圆柱被放置于并列双圆柱下游中心线上L=0～2D的距离上,其中L为控制小圆柱和并列... 详细信息

　本文采用一个与主圆柱平行的小圆柱对并列双圆柱(中心距为1.5D,其中D为圆柱直径)的旋涡脱落进行被动控制。研究中,基于圆柱直径的雷诺数Re=5900。控制小圆柱被放置于并列双圆柱下游中心线上L=0～2D的距离上,其中L为控制小圆柱和并列双圆柱之间的距离。采用热线风速仪测量了并列双圆柱下游10倍直径处截面上的瞬时速度,得到了平均速度剖面和雷诺应力分布,同时测量了并列双圆柱的表面压力分布。通过分析测量结果发现,当控制小圆柱距离较近时,例如,L/D≤0.5,小圆柱对旋涡脱落和流场的控制作用非常明显,流场上下对称。而当L/D≥1.0时,小圆柱不能抑制宽窄流的出现,其对流场的控制作用大为降低。

关键词：旋涡脱落并列双圆柱尾流的被动控制风洞试验

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并列双圆柱绕流中宽窄尾流的识别方法

中国舰船研究 2016年第3期11卷 37-42页

作者：庞建华宗智周力邹丽大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

采用基于边界糖时涡量守恒（IVCBC）的纯拉格朗日涡方法，结合并列双圆柱的结构特点，建立双圆柱绕流数值计算模型。在问隙率T／D=1．1~2．6时，并列双圆柱绕流会出现宽尾流（ww）和窄尾流（NW）现象。利用两圆柱间隙中心点的诱导速度... 详细信息

采用基于边界糖时涡量守恒（IVCBC）的纯拉格朗日涡方法，结合并列双圆柱的结构特点，建立双圆柱绕流数值计算模型。在问隙率T／D=1．1~2．6时，并列双圆柱绕流会出现宽尾流（ww）和窄尾流（NW）现象。利用两圆柱间隙中心点的诱导速度方向与间隙流的偏转方向同步的特性，提出一种区别宽、窄尾流的数值计算方法；比较间隙流的偏转方向与该间隙中点的速度偏转方向，并进行典型的算例分析。结果表明：该方法能准确区别宽尾流和窄尾流，可为数值研究这一特殊区域的流体特征提供重要的数值计算方法。

关键词：边界瞬时涡量守恒并列双圆柱宽尾流窄尾流高雷诺数

高雷诺数下并列双圆柱绕流的DES法三维数值模拟

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水动力学研究与进展（A辑） 2014年第4期29卷 412-420页

作者：李燕玲苏中地李雪健中国计量学院计量测试工程学院杭州310018

该文采用基于S-A的DES方法对雷诺数为104且不同间距比下并列双圆柱的湍流模型进行了三维数值模拟,取间距比T/D为1.1、1.5、2.0、3.0和4.0(T为两圆柱中心之间的距离,D为圆柱直径)。数值模拟研究了流场形态,升阻力系数及升力频谱,发现了... 详细信息

该文采用基于S-A的DES方法对雷诺数为104且不同间距比下并列双圆柱的湍流模型进行了三维数值模拟,取间距比T/D为1.1、1.5、2.0、3.0和4.0(T为两圆柱中心之间的距离,D为圆柱直径)。数值模拟研究了流场形态,升阻力系数及升力频谱,发现了不同间距比下的各种紊流形态及流体动力情况,它们与实验结果一致且显示了明显的三维特性,同时这也验证了DES方法在高雷诺数柱群数值模拟方面的准确性。

关键词：并列双圆柱三维高雷诺数 DES方法

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壁面对并列双圆柱尾迹影响的实验研究

水动力学研究与进展（A辑） 2011年第3期26卷 342-350页

作者：陈波李万平华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

用压强传感器和PIV对近壁并列双圆柱尾迹频谱和涡结构进行了测量，来研究壁面对其尾迹特性的影响。实验在循环水槽内进行，雷诺数为1696（基于圆柱直径D），壁面边界层厚度为6．6D。两个重要的特征参数T／D和G／D（T为两圆柱中心间的距... 详细信息

用压强传感器和PIV对近壁并列双圆柱尾迹频谱和涡结构进行了测量，来研究壁面对其尾迹特性的影响。实验在循环水槽内进行，雷诺数为1696（基于圆柱直径D），壁面边界层厚度为6．6D。两个重要的特征参数T／D和G／D（T为两圆柱中心间的距离，G为下圆柱与壁面间的距离）分别为：T／D=1．151和1．604；G／D=0-1．811。结果显示，对于T／D=1，151，当G／D为0．302～1．811时，两圆柱尾迹表现为base—bleed流动模式，随着G／D的增加，尾迹强度逐渐增强，尺寸逐渐减小。对于T／D=1．604，当G／D大于临界值时出现biased流动模式，随着G／D的增加，两圆柱的尾迹尺寸以及上圆柱的斯特鲁哈数St变化很小；当G／D小于临界值时，随着G／D的减小，两圆柱的尾迹尺寸都逐渐减小，上圆柱的St逐渐增加。

关键词：近壁并列双圆柱 PIV 尾迹:涡脱落