低雷诺数下串列双圆柱涡激振动的数值模拟

• 作者: 张大可 王凯鹏 胡子俊 赵西增
• 来源期刊: 哈尔滨工程大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 串列双圆柱 CIP方法 涡激振动 N-S方程 浸入边界法 数值模拟 雷诺数 涡旋脱落
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 页码范围: 247-253
• 页数: 7页
• 分类号: O352
• 字数: 2990字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11990/jheu.201610018

摘要

针对海洋立管中常发生的流致振动问题,本文采用自主研发的CIP-ZJU数值模型,对雷诺数Re=150条件下串列双圆柱的涡激振动进行模拟.该模型在笛卡尔网格系统下建立,采用具有三阶精度的CIP方法求解N-S (navier-stokes)方程,采用浸入边界法处理流-固耦合问题.本文仅考虑圆柱的横向振动,具体分析不同间距比和折合速度,并分别考虑上游圆柱固定和自由振动两种工况,得到柱体振动响应、受力响应和流场信息,验证了本模型在处理柱体涡激振动问题的有效性.结果表明:串列情况下下游圆柱的最大振幅要明显大于单柱的情况,双圆柱涡激振动的阻力系数普遍比单圆柱涡激振动时要小;上游圆柱固定时,下游圆柱的振动频率几乎不由斯特劳哈尔频率控制;而当上游圆柱自由振动时,在折合速度4≤Ur≤5时,上游圆柱后方产生两列涡,使下游圆柱的运动范围限制在两列涡之间,可对其振动产生了抑制作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵西增	浙江大学海洋学院	27	60	5.0	6.0
2	张大可	浙江大学海洋学院	3	15	2.0	3.0
3	胡子俊	浙江大学海洋学院	1	7	1.0	1.0
4	王凯鹏	浙江大学海洋学院	4	17	2.0	4.0