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论文类型：期刊论文

发表时间：2014-02-28

发表刊物：振动与冲击

收录刊物：EI、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

卷号：33

期号：4

页面范围：60-69

ISSN号：1000-3835

关键字：Navier-Stokes方程;串联圆柱;涡激振动;任意拉格朗日-欧拉方法;有限元

摘要：利用有限元数值方法求解不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程，结合任意拉格朗日-欧拉（ALE）动网格方法，对低雷诺数下（Re ＝150）等直径串联圆柱的涡激振动问题进行了数值模拟研究。其中上游圆柱固定，下游圆柱在弹簧和阻尼作用下允许同时发生顺流向和横流向的运动。在约化速度Ur＝3．0～12．0的范围内（阻尼比ξ＝0．007）研究了两圆柱圆心间距比（LX/D ＝3．0、5．0、8．0）及圆柱质量比（m*＝5．0、10．0、20．0）对下游圆柱的运动响应及受力的影响。数值结果表明，圆柱间距比的变化会导致锁定区间的变化，进而影响到圆柱涡激振动的位移响应和受力特性。这些方面都与尾流区涡旋脱落模式密切相关，体现了双圆柱间干涉作用对涡激振动的影响。进一步的研究表明，圆柱质量比的变化对以约化速度表征的锁定区间、运动响应和尾流模式等都有一定的影响作用。