低雷诺数串列双方柱流致振动质量比效应的数值研究

论文摘要

为澄清串列双方柱流致振动的质量比效应,采用数值模拟方法,在雷诺数为150时,研究了质量比(m*=3,10,20)对下游方柱振动响应特性的影响规律,分析了下游方柱尾流模态的演变过程,探讨了导致下游方柱振动的流固耦合机制.结果表明:质量比对下游方柱的流致振动有重要影响,低质量比(m*=3)时下游方柱的振动响应更为复杂,随着折减速度的增大,下游方柱并未出现传统"锁定"现象(即振动频率比fy/fn≈1的锁定),而发生了"弱锁定"现象(即fy/fn <1的锁定);随着质量比的增加(m*=10和20),"弱锁定"现象消失,而出现传统"锁定"现象,且下游方柱横流向最大振幅减小.质量比对串列双方柱的柱心间距有明显影响,低质量比(m*=3)时的柱间距在振动锁定区内会急剧减小,而较高质量比(m*=10和20)下的柱间距则变化不大.此外,质量比对串列双方柱的尾流模态和流固耦合机制也有显著影响,其中低质量比(m*=3)下的情况更为多样.

论文目录

• 引言
• 1 数值方法
• 2 网格检验和结果验证
•   2.1 静止单方柱绕流的结果验证
•   2.2 单方柱流致振动的结果验证
• 3 计算结果及分析
•   3.1 动力响应特性
•     3.1.1 下游方柱横流向振动特性
•     3.1.2 下游圆柱横流向振动特性
•     3.1.3 下游方柱顺流向振动特性
•   3.2 流场分析
•   3.3 流固耦合机制
•     3.3.1 剪切层再附流态（“2S”模态）
•     3.3.2 双涡脱流态（“2S*”模态）
•     3.3.3 双涡脱流态（“2S”模态）
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杜晓庆,邱涛,赵燕

关键词: 串列双方柱,流致振动,质量比效应,弱锁定,流固耦合机制,数值模拟

来源: 力学学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 上海大学土木工程系,上海大学风工程和气动控制研究中心

基金: 国家自然科学基金资助项目(51578330)

分类号: O353.4

页码: 1740-1751

总页数: 12

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