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振荡流下柔性立管涡激振动时域响应研究 被引量：5
1
作者 袁昱超 薛鸿祥 唐文勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期56-64,91,共10页
引入受迫振动试验所得流体力系数库,采用全新的锁定判定区间及锁定准则,针对柔性立管振荡流条件下涡激振动问题提出了一套可供选择的时域预报数值方法。涡激振动流体力由瞬时来流速度及立管截面运动共同决定,相关流体力系数为无因次幅... 引入受迫振动试验所得流体力系数库,采用全新的锁定判定区间及锁定准则,针对柔性立管振荡流条件下涡激振动问题提出了一套可供选择的时域预报数值方法。涡激振动流体力由瞬时来流速度及立管截面运动共同决定,相关流体力系数为无因次幅值及频率的函数。基于上述方法对某4 m立管模型不同KC数及最大约化速度的振荡流工况进行模拟,预报结果与相应试验实测吻合较好,并捕捉到振幅调制、迟滞、频率转换及高频谐振等现象。进而,对于不同KC数及最大约化速度组合的振荡流工况下立管动力响应表现出的诸多有别于定常流条件的特性,从涡激振动发生机理层面进行分析讨论并给出合理解释。最后,通过对振荡流与均匀流下立管涡激振动响应进行对比发现,在流速相当的条件下,振荡流工况的涡激振动均方根位移大于对应均匀流工况的对应值;而当最大约化速度相同时,较小的KC数对应较大的涡激振动均方根位移。 展开更多
关键词 涡激振荡 柔性立管 振荡流 数值模拟 时域
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并列双圆柱尾流切向喷射控制研究 被引量：1
2
作者 袁方洋 曹阳 +1 位作者 凃程旭 邹衡 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期70-78,共9页
采用PIV实验研究雷诺数为4000、中心距比为1.1的绕并列双圆柱流动施加切向喷射的尾涡控制特性。发现尾涡流场呈现双稳态偏流流型,偏向间隙流的存在将导致圆柱附近时均尾流场沿圆柱中心轴线不对称。分析圆柱尾流涡旋的分布情况和升力频谱... 采用PIV实验研究雷诺数为4000、中心距比为1.1的绕并列双圆柱流动施加切向喷射的尾涡控制特性。发现尾涡流场呈现双稳态偏流流型,偏向间隙流的存在将导致圆柱附近时均尾流场沿圆柱中心轴线不对称。分析圆柱尾流涡旋的分布情况和升力频谱,发现可以根据喷射角度θ及射流动量系数Cμ的大小将切向喷射尾流的控制效果分为无效区(θ≤20°或Cμ<0.135)、非完全控制区(θ>20°且Cμ>0.135)和完全控制区(θ>35°且Cμ>0.304)。在非完全控制区,切向喷射诱导的射流势流区将并列双圆柱宽尾流抑制为窄尾流,涡系分布范围控制收缩在近尾流的一个三角形区域内。随着喷射角的增大或是射流动量系数的增大,圆柱所受升力的频谱峰值逐渐降低。在完全控制区,并列双圆柱尾流完全被消除,从时均场上看已无明显的涡旋存在,此时控制效果最优。 展开更多
关键词 涡激振荡 流动控制 切向喷射 喷射角 喷射动量系数
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电磁控制涡激振荡的实验研究 被引量：1
3
作者 张辉 范宝春 +1 位作者 陈志华 李鸿志 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期26-30,共5页
利用电介质溶液中圆柱体侧表面附近分布的电磁场产生电磁力可有效改变流体边界层及尾涡结构。本文以减振为目标,对电磁力控制涡激振荡进行了实验研究。实验在转动水槽中进行,通过吊杆将装有电磁激活板的圆柱插在槽内液体中。吊杆上的应... 利用电介质溶液中圆柱体侧表面附近分布的电磁场产生电磁力可有效改变流体边界层及尾涡结构。本文以减振为目标,对电磁力控制涡激振荡进行了实验研究。实验在转动水槽中进行,通过吊杆将装有电磁激活板的圆柱插在槽内液体中。吊杆上的应变片用于测试圆柱的升力,注入适当的染料用来显示流场。结果表明:对称电磁力作用下,脱体涡被抑制,从而使升力的振荡受到有效抑制,进而抑制圆柱的振动,双排方向相反的涡变为单排正负交错的涡。当电磁力足够大时,圆柱的振荡被完全消除,流场达到定常。 展开更多
关键词 流动控制 电磁力 涡激振荡 边界层
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适用于涡激振荡问题研究的并行高精度方法 被引量：1
4
作者 邱滋华 徐敏 +1 位作者 张斌 梁春雷 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期87-100,共14页
提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡(VIV)问题的高精度方法。该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分(SD)格式对Navier-Stokes方程进行空间离散。通过引入非均匀滑移网格方法,将计算域分割... 提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡(VIV)问题的高精度方法。该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分(SD)格式对Navier-Stokes方程进行空间离散。通过引入非均匀滑移网格方法,将计算域分割成多个互相不重合的子区域,从而实现了子区域网格的独立变形,子区域之间通过粘接元进行信息传递。采用全耦合方法精确求解VIV问题中流体和固体间的相互作用。通过研究并行策略以及使用消息传递接口,实现了求解器的并行计算能力。数值模拟表明:对于无黏和有黏流动问题,该方法均能保持SD方法的高精度特性;对于动网格下的定常均匀来流,求解器能够做到自由流保持;单个圆柱VIV问题仿真与现有文献结果符合较好,验证了方法的可靠性;对于流场变形情况比较复杂的涡激振荡问题,求解器可以有效实现网格变形,并具有理想的并行效率。 展开更多
关键词 流固耦合 高精度格式 谱差分方法 滑移网格 涡激振荡 并行计算
原文传递
首部射流对圆柱涡激振荡抑制的实验研究
5
作者 付国强 戴绍仕 +1 位作者 孙丽萍 Younis Bassam A. 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期27-33,共7页
各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究。本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡。通过拖曳... 各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究。本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡。通过拖曳水池中开展的实验,利用Qualisys光学运动捕捉系统,针对3种开孔布置方案和多组射流流量进行测试,研究了雷诺数在2.4×10^4时定常首部射流(q/Q=0~0.0312)对单自由度模型涡激振荡的影响。实验结果表明:首部射流在不同程度上能有效地减小非定常涡放升力所引起的圆柱的横向位移。实验中还发现涡流脱落对横向位移的减少程度表现为2种不同的模式,即横向位移突然、明显的降低和随后一种处于饱和状态的位移状态。 展开更多
关键词 圆柱 涡激振荡 单自由度 抑制 首部射流 流动控制 实验测试
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