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题名上游静止方柱尾流对下游方柱体尾激振动效应影响
被引量：5
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作者
涂佳黄
谭潇玲
杨枝龙
邓旭辉
郭小刚
张平
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机构
湘潭大学土木工程与力学学院
岩土力学与工程安全湖南省重点实验室
深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期1321-1335,共15页
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基金
国家自然科学基金(11602214,51434002)
中国博士后科学基金(2017M622593)
+1 种基金
湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(18B079)
湖南省自然科学基金(2016JJ3117)资助
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文摘
基于半隐式特征线分裂算子有限元法,对低雷诺数下串列布置上游静止方柱–下游双自由度运动方柱体结构的尾激振动问题进行了研究.首先与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后着重分析了雷诺数(Re)与折减速度(U_r)两个关键参数对下游方柱尾激振动响应的影响,同时将计算结果与单方柱工况进行了对比.数值计算结果表明,雷诺数和折减速度对下游方柱的振幅、振动频率和运动轨迹等动力响应特性的影响较大.随着雷诺数的增大,双柱系统的互扰效应从以涡激效应为主逐渐转变为尾激效应发挥主导作用,从而导致下游方柱的振动响应增强.单方柱工况结构运动轨迹均呈'8'字形.然而,下游方柱的运动轨迹会随着雷诺数的增加而变得复杂.雷诺数较小时(Re=40, 80),下游方柱的运动轨迹基本为'8'字形.雷诺数较大时(Re=120, 160, 200),下游方柱的运动轨迹会出现双'8'字形.同时,下游方柱的尾流场特性主要呈现2S, 2S*, 2P,2T, P+S和稳态6种模式.最后,通过对流场特性进行分析,揭示了串列双方柱系统尾激振动效应的作用机理.
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关键词
串列双方柱体
尾激振动
动力响应
尾流特征
半隐式特征线分裂算子有限元法
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Keywords
two square cylinders in the tandem arrangement
wake-induced vibration
dynamic response
wake characteristics
semi-implicit characteristic-based split(CBS)finite element method
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分类号
O32
[理学—一般力学与力学基础]
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题名上游静止柱体对圆柱体结构尾激振动的影响
被引量：1
- 2
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作者
涂佳黄
杨枝龙
邓旭辉
郭小刚
梁经群
张平
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机构
湘潭大学土木工程与力学学院
岩土力学与工程安全湖南省重点实验室
深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期179-190,共12页
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基金
国家自然科学基金青年项目（11602214）
国家自然科学基金重点项目（51434002）
+3 种基金
中国博士后科学基金资助项目（2017M622593）
湖南省自然科学基金青年项目（2016JJ3117）
湖南省教育厅科学研究优秀青年项目（18B079）
中国大洋协会国际海域资源调查与开发“十二五”课题（DY125-14-T-03）
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文摘
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。
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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
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Keywords
tandem arrangement
wake-induced vibration
dynamic response
flow characteristics
semi-implicit characteristic-based split method element method
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分类号
O357.1
[理学—流体力学]
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