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平面剪切来流作用下串列布置三圆柱流致运动特性研究
被引量：
9
1
作者
涂佳黄
谭潇玲
+3 位作者
邓旭辉
郭小刚
梁经群
张平
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期787-802,共16页
基于四步半隐式特征线分裂算子有限元方法,对Re=100时,剪切来流作用下串列三圆柱体双自由度流致振动问题进行了数值计算.首先,与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后,着重分析剪切率、固有频率比和折减速度三个关键参数对串列...
基于四步半隐式特征线分裂算子有限元方法,对Re=100时,剪切来流作用下串列三圆柱体双自由度流致振动问题进行了数值计算.首先,与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后,着重分析剪切率、固有频率比和折减速度三个关键参数对串列三圆柱体结构流致动力响应及流场特性的影响.数值计算结果表明:剪切率、固有频率比与折减速度对结构振幅和运动轨迹的影响较大.随剪切率的增大,上游圆柱最大振幅的变化与单圆柱工况类似.中下游圆柱最大振幅会增大且会出现双向共振现象,同时,发生共振响应区域会扩大.随固有频率比的增大,上游圆柱顺流向锁定区间范围会减小,而中下游圆柱双向锁定区间会扩大.另一方面,均匀来流作用下,结构运动轨迹以'8'字形和不规则形状为主.随剪切率的增大,锁定区间内运动轨迹会由'8'字形转变为'雨滴'形.在大剪切率与高固有频率比工况下,中游圆柱体结构运动轨迹会出现'双雨滴'形状.最后,通过对流场特性的分析,揭示了剪切来流作用下串列三圆柱结构流致运动响应的内在机理.
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关键词
平面剪切来流
串列三圆柱
流致运动
动力响应
流场特性
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职称材料
串列三圆柱流固耦合响应的尾流干涉与动态演变特性研究
2
作者
朱红钧
钟家文
宋金泽
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1178-1186,共9页
基于有限体积法应用开源OpenFOAM软件对串列三圆柱的涡激振动响应进行了数值模拟研究,分析了雷诺数Re=150、间距比介于2~6的串列三圆柱在约化速度2~16范围内的流固耦合动态响应特性.研究观察到:当间距比为2时,上游圆柱振动锁定的区域明...
基于有限体积法应用开源OpenFOAM软件对串列三圆柱的涡激振动响应进行了数值模拟研究,分析了雷诺数Re=150、间距比介于2~6的串列三圆柱在约化速度2~16范围内的流固耦合动态响应特性.研究观察到:当间距比为2时,上游圆柱振动锁定的区域明显变宽,并且在锁定区域内振幅明显高于大间距工况,表明小间距布置时,下游圆柱的存在对上游圆柱振动起增强作用.由于尾流诱导的作用,中间圆柱和下游圆柱振幅的最大值高于上游圆柱.串列三圆柱的尾流干涉模式存在拓展体模式、持续再附着模式、交替再附着模式、拟同脱落模式和同脱落模式5种,并且由于圆柱振动过程中振幅的动态变化,尾流干涉模式出现不稳定切换.在间距比为2,约化速度为7时观察到振动存在“拍”现象,在间距比为6,约化速度为4时观察到多频参与振动的大周期现象,两种现象发生时都会引起柱体升力和振幅的波动.当中间圆柱和下游圆柱的尾流干涉处于拟同脱落模式时,尾迹中的双排涡合并形成二次涡街,而双排涡的融合发生在同侧相邻的两个旋涡或3个旋涡之间,与圆柱的间距比相关.
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关键词
串列三圆柱
涡激振动
干涉模式
振幅
动态切换
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职称材料
题名
平面剪切来流作用下串列布置三圆柱流致运动特性研究
被引量：
9
1
作者
涂佳黄
谭潇玲
邓旭辉
郭小刚
梁经群
张平
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
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期787-802,共16页
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)
+2 种基金
中国博士后科学基金资助项目(2017M622593)
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青年项目(2016JJ3117)资助
文摘
基于四步半隐式特征线分裂算子有限元方法,对Re=100时,剪切来流作用下串列三圆柱体双自由度流致振动问题进行了数值计算.首先,与现有文献结果进行对比验证该方法的正确性.然后,着重分析剪切率、固有频率比和折减速度三个关键参数对串列三圆柱体结构流致动力响应及流场特性的影响.数值计算结果表明:剪切率、固有频率比与折减速度对结构振幅和运动轨迹的影响较大.随剪切率的增大,上游圆柱最大振幅的变化与单圆柱工况类似.中下游圆柱最大振幅会增大且会出现双向共振现象,同时,发生共振响应区域会扩大.随固有频率比的增大,上游圆柱顺流向锁定区间范围会减小,而中下游圆柱双向锁定区间会扩大.另一方面,均匀来流作用下,结构运动轨迹以'8'字形和不规则形状为主.随剪切率的增大,锁定区间内运动轨迹会由'8'字形转变为'雨滴'形.在大剪切率与高固有频率比工况下,中游圆柱体结构运动轨迹会出现'双雨滴'形状.最后,通过对流场特性的分析,揭示了剪切来流作用下串列三圆柱结构流致运动响应的内在机理.
关键词
平面剪切来流
串列三圆柱
流致运动
动力响应
流场特性
Keywords
planar
shear
flow
three
tandem
circular
cylinders
flow
induced
motion
dynamic
response
flow
characteristics
分类号
O357.52 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
串列三圆柱流固耦合响应的尾流干涉与动态演变特性研究
2
作者
朱红钧
钟家文
宋金泽
机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1178-1186,共9页
基金
国家自然科学基金(51979238)
四川省杰出青年科学基金(2023NSFSC1953)
四川省中央引导地方科技发展专项(2023ZYD0140)资助项目。
文摘
基于有限体积法应用开源OpenFOAM软件对串列三圆柱的涡激振动响应进行了数值模拟研究,分析了雷诺数Re=150、间距比介于2~6的串列三圆柱在约化速度2~16范围内的流固耦合动态响应特性.研究观察到:当间距比为2时,上游圆柱振动锁定的区域明显变宽,并且在锁定区域内振幅明显高于大间距工况,表明小间距布置时,下游圆柱的存在对上游圆柱振动起增强作用.由于尾流诱导的作用,中间圆柱和下游圆柱振幅的最大值高于上游圆柱.串列三圆柱的尾流干涉模式存在拓展体模式、持续再附着模式、交替再附着模式、拟同脱落模式和同脱落模式5种,并且由于圆柱振动过程中振幅的动态变化,尾流干涉模式出现不稳定切换.在间距比为2,约化速度为7时观察到振动存在“拍”现象,在间距比为6,约化速度为4时观察到多频参与振动的大周期现象,两种现象发生时都会引起柱体升力和振幅的波动.当中间圆柱和下游圆柱的尾流干涉处于拟同脱落模式时,尾迹中的双排涡合并形成二次涡街,而双排涡的融合发生在同侧相邻的两个旋涡或3个旋涡之间,与圆柱的间距比相关.
关键词
串列三圆柱
涡激振动
干涉模式
振幅
动态切换
Keywords
three
tandem
circular
cylinders
vortex-induced
vibration
wake
interference
response
amplitude
mode
switching
分类号
O357.1 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
平面剪切来流作用下串列布置三圆柱流致运动特性研究
涂佳黄
谭潇玲
邓旭辉
郭小刚
梁经群
张平
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
9
下载PDF
职称材料
2
串列三圆柱流固耦合响应的尾流干涉与动态演变特性研究
朱红钧
钟家文
宋金泽
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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