發(fā)布時間：2021-03-31 13:50

　　為澄清串列雙方柱流致振動的質(zhì)量比效應,采用數(shù)值模擬方法,在雷諾數(shù)為150時,研究了質(zhì)量比（m*=3,10,20）對下游方柱振動響應特性的影響規(guī)律,分析了下游方柱尾流模態(tài)的演變過程,探討了導致下游方柱振動的流固耦合機制.結(jié)果表明:質(zhì)量比對下游方柱的流致振動有重要影響,低質(zhì)量比（m*=3）時下游方柱的振動響應更為復雜,隨著折減速度的增大,下游方柱并未出現(xiàn)傳統(tǒng)"鎖定"現(xiàn)象（即振動頻率比fy/fn≈1的鎖定）,而發(fā)生了"弱鎖定"現(xiàn)象（即fy/fn <1的鎖定）;隨著質(zhì)量比的增加（m*=10和20）,"弱鎖定"現(xiàn)象消失,而出現(xiàn)傳統(tǒng)"鎖定"現(xiàn)象,且下游方柱橫流向最大振幅減小.質(zhì)量比對串列雙方柱的柱心間距有明顯影響,低質(zhì)量比（m*=3）時的柱間距在振動鎖定區(qū)內(nèi)會急劇減小,而較高質(zhì)量比（m*=10和20）下的柱間距則變化不大.此外,質(zhì)量比對串列雙方柱的尾流模態(tài)和流固耦合機制也有顯著影響,其中低質(zhì)量比（m*=3）下的情況更為多樣. 

【文章來源】：力學學報. 2019,51(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

圖1 雙方柱計算模型

圖1 雙方柱計算模型雙方柱網(wǎng)格方案和網(wǎng)格計算域如圖3和圖4所示.兩方柱中間為坐標原點O,入口邊界距原點O為30B;上、下邊界距原點O為30B;出口邊界距原點O為40B;此外,方柱設定在紅色實線圓形區(qū)域內(nèi)運動.本文對計算域網(wǎng)格進行分塊處理,其中,所有算例的方柱在近壁面內(nèi)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格;在紅色實線圓形區(qū)域內(nèi)采用三角形非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,區(qū)域外均采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格.由于方柱周圍的流動現(xiàn)象較為復雜為了精確模擬方柱近壁面的流場特性,在靠近方柱表面處對網(wǎng)格進行了加密,近壁面最小網(wǎng)格尺寸為?x/B=?y/B=0.01,近壁面法線方向(垂直于壁面方向)的網(wǎng)格增長率為1.06.

計算流場的邊界條件設置如圖4所示:入口邊界采用速度入口(velocity-inlet);出口邊界采用自由出流(outflow);兩側(cè)壁面設為對稱(symmetry)邊界;方柱表面設為無滑移壁面(wall).在具體的數(shù)值計算中,壓力和速度耦合采用SIMPLEC法求解,動量方程采用二階精度的離散格式.圖4 計算域和邊界條件示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]方柱繞流渦激振動及控制方法的數(shù)值研究[D]. 許媛欣.天津大學 2014



本文編號：3111548