本文關(guān)鍵詞：平動與轉(zhuǎn)動受迫諧振圓柱的水動力特性分析

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【摘要】：通過求解二維不可壓縮黏性流體的Navier-Stokes方程,對低雷諾數(shù)下圓柱同時(shí)具有周期性旋轉(zhuǎn)和橫流向振動的流固耦合問題開展了數(shù)值分析研究。重點(diǎn)考察了不同強(qiáng)迫振動頻率(f*([0.5,2.0])以及轉(zhuǎn)動與平動之間的相位差(φ=±180°,±120°,±60°及0°)下,圓柱結(jié)構(gòu)的受力特性、鎖定模式及尾跡渦流場演化特征。數(shù)值分析結(jié)果表明,在周期性轉(zhuǎn)動和平動的聯(lián)合激勵(lì)下,流動過程除存在常規(guī)的基本鎖定(Primary Lock-in)現(xiàn)象外,還存在非線性準(zhǔn)周期鎖定(Quasi-periodic Lock-in)現(xiàn)象;旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與橫流振動之間的相位差φ對鎖定形式及鎖定的頻率區(qū)間有重要影響,對稱的正負(fù)相位差可導(dǎo)致高度一致或截然不同的鎖定形式;兩自由度諧振圓柱的水動力系數(shù)在鎖定條件下會發(fā)生明顯跳躍,總體上隨強(qiáng)迫振動頻率的增大而增大;對于特殊的準(zhǔn)周期鎖定情況,尾跡區(qū)內(nèi)存在渦旋結(jié)構(gòu)的多級次非線性分叉行為,尾渦演化過程遵循準(zhǔn)周期特性。
【作者單位】： 大連理工大學(xué)海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2014CB046803) 國家自然科學(xué)基金(51409035;51279029)
【分類號】：O352
【正文快照】： 當(dāng)流體經(jīng)過非流線型結(jié)構(gòu)時(shí),通常會在其尾流區(qū)內(nèi)產(chǎn)生交替的渦旋脫落,導(dǎo)致作用在結(jié)構(gòu)上的流體作用力表現(xiàn)出周期性特征,這是誘發(fā)結(jié)構(gòu)發(fā)生渦激振動以及馳振等非線性動力響應(yīng)(甚至是疲勞破壞)的主要原因之一。圓柱結(jié)構(gòu)在水利工程、海洋工程、化學(xué)工業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域都有十分廣

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1270132