上游静止柱体对圆柱体结构尾激振动的影响

• 作者: 张平 杨枝龙 梁经群 涂佳黄 邓旭辉 郭小刚
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 串列布置 尾激振动 动力响应 流场特性 半隐式特征线分裂算子有限元法
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 179-190
• 页数: 12页
• 分类号: O357.1
• 字数: 5720字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2020.02.007

摘要

文章运用半隐式特征线分裂算子有限元算法对串列布置的静止上游柱体和下游圆柱的尾激振动问题进行了数值模拟研究.数值结果表明:上游柱体结构的形状、尺寸比(d/D)和折减速度(Ur)三个参数对下游圆柱体结构的动力响应、运动轨迹与涡脱落模态有着显著的影响,且与单圆柱工况相比存在明显区别;随着尺寸比的增大,上/下游柱体结构之间的互扰作用会由流致效应逐渐转变为尾流效应,使得频率特性发生变化,并会导致下游圆柱体结构的振动响应增强;当d/D=0.5和1.0时,下游圆柱体结构的运动轨迹主要为“8”字形;当d/D=1.5时,除了“8”字形外,运动轨迹还会呈现双弯刀形、“双8”字形和不规则形状.通过对流体力系数与位移时程曲线及位移PSD曲线特性进行分析,揭示了其相互作用的内在机理.另外,下游圆柱体结构的尾流场特性也会随参数的变化而变化,其涡脱落模态主要为2S、P+S和2P三种.