毗鄰靜止圓柱作橫向振動圓柱尾跡的數(shù)值模擬.pdf

1、在鈍體繞流中,由旋渦誘發(fā)的鈍體振動有著深刻的理論和實際意義,因此受到了研究人員以及工程人員的廣泛關(guān)注.當(dāng)漩渦作用在結(jié)構(gòu)上的激勵力的振動頻率接近或者等于結(jié)構(gòu)的自然振動頻率時,會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的振動破壞.然而,目前對這種振動破壞的研究還不完善.比如,一個振動的流體圓柱系統(tǒng)對附近的另外一個圓柱的尾跡會產(chǎn)生什么樣的影響?研究這個問題在工程中很有應(yīng)用價值,如熱交換管路,一些彼此靠近的高層建筑,緊湊在一起的輸送管道以及海上一片片的平臺結(jié)構(gòu)等等.在這篇論文

2、中,我對一個振動圓柱和一個附近靜止圓柱的尾跡之間的相互作用進(jìn)行了數(shù)值模擬研究.計算方法采用格子波爾茲曼方法,雷諾數(shù)限定為150.位于上游的圓柱以頻率f<,e>作垂直流動方向的橫向振動,振幅為A.對一系列的頻率和振幅作了研究,即f<,e>/f<,s>=0.1~1.6,A/d=0.1~1.0,其中f<,s>是流場中僅有一個靜止圓柱時候的旋渦脫落頻率,d是圓柱的直徑.兩個圓柱在流場中配置成連心線平行于流速方向且振動圓柱位于上游.選擇了四種不同

3、的圓心距離,L/d=6.0,L/d=4.0,L/d=2.5和L/d=1.6.研究重點放在了一種叫做"鎖定"的現(xiàn)象.當(dāng)下游圓柱的旋渦脫落受到上游振動圓柱的牽制,也就是下游圓柱的旋渦脫落頻率接近或等于上游圓柱的振動頻率,這就是鎖定現(xiàn)象.細(xì)致地研究了參數(shù),L/d,A/d,f<,e>/f<,s>對鎖定區(qū)間和力特性的影響.發(fā)現(xiàn)了四種不同的尾跡模態(tài),尾跡模態(tài)很大程度上依賴參數(shù)A/d,f<,e>/f<,s>.觀察到一個非常有趣的一邊倒的旋渦脫落現(xiàn)象,