三维弹性管的涡致振动特性分析

• 作者: 冯志鹏 叶献辉 张毅雄 臧峰刚
• 来源期刊: 应用数学和力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 涡致振动 极限环 大涡模拟 计算流体力学 有限元法
• 年，卷（期）: 2013,（9）
• 页码范围: 976-985
• 分类号: O322
• 语种: 中文
• DOI: 10.3879/j.issn.1000-0887.2013.09.011

摘要

采用有限体积法联合大涡模拟方法求解三维湍流流场,采用有限元法离散弹性管结构,对Re=1.35×104的湍流流动作用下三维弹性管的涡致振动进行了数值模拟,结构的动力学响应用Newmark算法来求解,管的运动采用基于扩散光顺方法的动网格模型来实现.利用建立的数值模型,分析了升力系数、阻力系数、位移、涡脱频率、相位差随频率比的变化特征,成功扑捉到锁定、相位开关,并联合运动轨迹、相图及Poincaré截面映射,研究了升力系数与横向位移的极限环与分叉等非线性特性.研究结果表明,在阻力系数的最小值处,横向振幅达到最大值,同时,横向响应的“锁定”也始于阻力系数最小值处;在“锁定”范围内,横向振幅随着频率比的增大而逐渐减小;在升力系数的最小值处,升力系数与位移间的相位由反相变为同相;在均匀湍流流动作用下,三维弹性管的升力与横向位移并未出现周期解的分叉.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张毅雄		49	207	9.0	11.0
2	臧峰刚		36	147	8.0	9.0
3	冯志鹏		27	74	6.0	7.0
4	叶献辉		25	40	4.0	6.0