二維串列圓柱的氣動彈性計算.pdf

1、研究雙圓柱之間相互氣動作用對于分析和控制建筑結構抗風有著非常重要的意義。用計算機數(shù)值模擬這種結構體繞流問題已成為一種發(fā)展趨勢，它所具有的諸多優(yōu)點已經使其成為空氣動力學的一個重要的研究方向。本文利用CFD軟件FLUENT對串列雙圓柱的氣動彈性問題進行了數(shù)值模擬計算，并對結果進行了詳細的分析。 本文首先對渦致振動問題的基本概念、基本公式以及目前常用的數(shù)值模擬方法進行了介紹，并著重介紹了求解不可壓縮流場的SIMPLE方法。為了證明FL

2、UENT軟件對渦致振動計算的可靠性，對經典的單圓柱渦致振動的情況下進行了計算，并將其結果包括振幅，渦脫落模式等與實驗結果和其他作者的計算結果進行了比較，結果吻合得很好。 接下來研究了串列放置情形時下游圓柱橫向渦致振動問題，計算的順風向的間距比分別為L/D=2和L/D=4，計算的雷諾數(shù)為200，并對這兩種情況的計算結果以及單圓柱的渦致振動的計算結果進行了對比。研究發(fā)現(xiàn)：（1）串列放置情形時下游圓柱渦致振動開始出現(xiàn)時對應的折減速度要

3、比單圓柱的渦致振動開始時的折減速度大，主要原因是串列圓柱下的繞流與單圓柱的繞流有著完全不同的性質，這一點很多實驗結果中都提到，而當下游圓柱位于上游圓柱的尾流區(qū)域中時，由于上游圓柱的渦脫落以及尾流速度的減弱對下游圓柱撞擊，使得尾流中圓柱的渦致振動變得更為復雜。（2）兩種間距比下都捕捉到了拍現(xiàn)象和鎖定現(xiàn)象，L/D=2時的鎖定范圍和最大振幅比單圓柱的要小，而L/D=4的鎖定范圍和最大振幅都要比單圓柱的情況大。（3）橫向位移曲線中，L/D=4的