振蕩流中串列雙圓柱渦激振動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、圓柱體的渦激振動(dòng)問(wèn)題廣泛存在于機(jī)械工程、海洋工程等諸多領(lǐng)域，然而目前大多數(shù)研究都是針對(duì)圓柱處于恒定來(lái)流情況，與真實(shí)的流場(chǎng)環(huán)境（如波浪等）存在較大的差異。開(kāi)展振蕩流環(huán)境下的圓柱渦激振動(dòng)，深入了解圓柱之間的相互作用，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)圓柱響應(yīng)特性，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程效益。
　　本文對(duì)振蕩來(lái)流下單圓柱以及串列雙圓柱渦激振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，追蹤了國(guó)內(nèi)外有關(guān)振蕩來(lái)流中圓柱渦激振動(dòng)的研究動(dòng)向，對(duì)一系列熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)了全面、深入的研究。內(nèi)容包括振蕩

2、來(lái)流下單圓柱渦激振動(dòng)、串列雙圓柱繞流現(xiàn)象以及串列雙圓柱的渦激振動(dòng)。主要研究?jī)?nèi)容以及結(jié)論如下：
　?。?）針對(duì)振蕩流下單圓柱繞流問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證，并與國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好。
　?。?）對(duì)KC5、KC10和KC20三個(gè)工況下折合流速1Vr11之間的單圓柱渦激振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)振動(dòng)響應(yīng)以及尾渦模式，分析振蕩流下單圓柱渦激振動(dòng)的內(nèi)在機(jī)理。
　　（3）對(duì)間距比G1.5、G2、G3和G4，1KC20條件

3、下的串列雙圓柱繞流進(jìn)行數(shù)值模擬，總結(jié)振蕩流中串列雙圓柱尾流模式在GKC參數(shù)空間內(nèi)的分區(qū)圖。研究發(fā)現(xiàn)在小間距比的工況中（ G1.5、G2），串列雙圓柱相當(dāng)于一個(gè)整體的單阻流體，發(fā)生類(lèi)似于單圓柱的脫渦過(guò)程。隨著間距比的增大（G3、G4），兩圓柱之間的相互作用變得愈發(fā)明顯，在串列圓柱的間隙中形成橫流向渦街。
　?。?）選取圓柱間距比G2，對(duì)串列雙圓柱進(jìn)行振蕩流下渦激振動(dòng)的數(shù)值模擬。每組工況中觀察同一KC數(shù)下隨著折合流速的增大圓柱的升阻力