不同剪切率来流作用下柔性圆柱涡激振动数值模拟

• 作者: 及春宁 花阳 许栋 邢国源 陈威霖
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 柔性圆柱 涡激振动 剪切流 流固能量传递 涡裂
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 21-31
• 页数: 11页
• 分类号: P751|TB531
• 字数: 5985字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-17-222

摘要

采用浸入边界法对细长柔性圆柱在线性剪切流条件下的涡激振动进行三维数值模拟.细长柔性圆柱振动采用三维索模型模拟,其两端铰接,质量比为6,长细比为50,无量纲顶张力为496.来流为线性剪切流,剪切率从0到0.024变化,最大雷诺数为250.研究发现:剪切流作用下柔性立管横流向振动表现为驻波模式,而顺流向振动表现为行波与驻波混合模式.随着剪切率增大,振动频谱呈现多频响应,振动能量逐渐向低频转移.阻力系数平均值随着展向变化,脉动阻力系数和升力系数的均方根值均表现为"双峰"模式.流固能量传递系数沿立管轴向的分布表明,振动激励区集中于高流速区,而振动阻尼区多位于低流速区.剪切率较小时,圆柱的泻涡为平行交叉模式;剪切率较大时,圆柱的泻涡为倾斜泻涡模式,且由于泻涡频率沿立管轴向变化,尾流发生涡裂现象,形成泻涡频率不同的胞格结构.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	及春宁	天津大学水利仿真与安全国家重点实验室	56	257	10.0	13.0
2	许栋	天津大学水利仿真与安全国家重点实验室	46	280	10.0	14.0
3	陈威霖	天津大学水利仿真与安全国家重点实验室	15	62	5.0	7.0
4	邢国源	天津大学水利仿真与安全国家重点实验室	3	23	3.0	3.0
5	花阳	天津大学水利仿真与安全国家重点实验室	1	14	1.0	1.0