并列双柱圆柱体在均匀流场中的涡激振动

讨论了在亚临介雷诺数区中并列双圆柱在均匀流场中的涡激振动现象。     

串列双圆柱在均匀流场中涡激振动综述

对串列双圆柱涡激振动的已有的研究成果作了综合的介绍，并对进一步发展这一领域的研究内容提出了自已的看法①。     

均匀平面剪切流作用下圆柱体的涡激振动

对二维平面均匀剪切流作用下,弹性支撑圆柱体在横向和流向运动的涡激振动进行了数值模拟．数值计算实现了雷诺数在[2000,5000]内,圆柱体在不同剪切率[0．01,0．05]条件下的涡激振动．圆柱体的横向振幅、运动轨迹、振动频率和升力系数及位移时历曲线的计算结果表明,对于不同的雷诺数,存在剪切率的“锁定区间”．雷诺数较小时,剪切率的锁定区间较小,随着雷诺数的增加,剪切率的锁定区间增大．在剪切率的锁定区间内,横向振幅增大,脱离剪切率锁定区问后,横向振幅迅速下降．计算结果发现圆柱体的运动轨迹可以完全不同于普遍认可的“8”形轨迹,在剪切率锁定区间内圆柱体运动轨迹似“小雨点”的外形,这是在平面横向剪切流条件下得到的圆柱体运动的新轨迹．     

并列双圆柱在均匀流场中的动态特性

针对T/D=3.5的并列双圆柱体在均匀流场中的动态特性进行了实验研究.测出了柱的流向及横向振动响应,以及柱表面分布压力.经分析后,本文给出了柱的流向、横向之振动频率及位移随约化速度变化的关系,同时给出了各种柱表面压力系数沿柱周向的分布曲线;最后对弹性柱的Strouhal数给予了适当的讨论.     

圆柱的涡激振动估算

本文通过对流体力的分析修正了计算圆柱体涡激振动的相关模型,得到考虑流体阻尼力影响的共振响应解式;经数值计算得到一组圆柱形简单梁的共振响应图线族.按照文中给出的方法步骤,应用该图线族可以比较方便地确定出弹性圆柱体的共振响应峰值.     

振荡流中圆柱体横流涡激振动特性数值分析

为了探究振荡流效应对涡激振动的影响,本文对振荡流中圆柱体的横流涡激振动进行了数值模拟.对数值模型进行了验证分析,对KC数为25和502种振荡流下的涡激振动进行模拟,得到了圆柱体流体力、位移和涡量云图.结果表明:振荡流能激发圆柱体的多模态振动,且KC数越大多模态特性越明显;在锁定区间主导模态的幅值明显高于其他模态;锁定区...     

海洋深水立管涡激振动实验研究的发展状况

在海洋环境中,涡激振动(VIV)是流体固体藕合作用的结果,也是流体力学和结构力学的融合;但是耦合的作用力会降低立管寿命,立管一旦发生疲劳破坏,原油的泄漏不仅会使工程蒙受损失,还将引发严重的环境污染和二次灾害,因此深海立管的涡激振动在立管设计中是一个需要考虑的重要因素,近几十年里科研人员在此方面做了大量的研究工作。笔者以海洋立管为研究对象,总结了在流体和结构方面国内外学者对海洋立管涡激振动上的研究成果。为更进一步的海洋立管涡激振动研究提供了理论依据。     

钢桥塔裸塔状态涡激振动的TLD减振方法研究

利用TLD（Tuned Liquid Damper）对高耸钢桥塔进行振动控制,有效解决了桥塔建设过程中的安全问题和舒适度问题。本文讨论了TLD减小涡激振动的减振机理,给出了TLD对结构控制力的解析表达式,求出了TLD控制时时结构的位移响应,推导了结构安装TLD后结构的等效阻尼比。最后考察了TLD减小钢桥塔涡激振动中的具体应用,可有效减小钢桥塔在涡激振动下的位移和加速度反应。     

桥梁断面涡激振动气动效应特性识别

为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性,提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法,首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法,在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面风洞试验数据为例对该方法的准确性进行了验证,并对该断面涡振气动效应特性进行研究.结果表明:识别得到的系统总体阻尼比为零的等高线与结构涡振响应曲线能很好吻合,从而验证了该方法的准确性.在此基础上对涡振过程中作用于结构的气动阻尼及气动刚度特性进行了研究,获得了气动阻尼及刚度随结构振幅和约化风速的变化规律,可为后续理论模型研究提供参考.     

悬浮隧道锚索涡激振动影响因素分析

将锚索运动简化为弹簧质量阻尼系统,锚索周围流场采用RSM(Reynolds Stress Model)结合增强的壁面函数模型计算,利用四阶Runge-Kutta法计算锚索振动方程,并将程序写入FLUENT软件进行流固耦合分析。讨论了锚索质量比、阻尼比、是否考虑流向运动和来流速度对锚索涡激振动的影响,主要结论有：质量比对锚索横向涡激振动幅值影响很小,对约化速度范围影响较大;阻尼比对约化速度范围影响很小,对锚索涡激振动幅值影响较大;在低质量比的情况下,考虑锚索流向运动时,涡激振动幅值比不考虑时偏大。     

波浪流中圆柱杆的涡街发放和涡激振动

本文回顾了波浪流中圆柱体涡街发放和涡激振动研究所取得的一些成果.归纳总结了实验研究中的一些重要结果,对现有的部分理论模型进行了概要的介绍.在综合分析有关资料的基础上,对涡激振动研究中的若干问题提出了相应的建议.     

串列圆柱体下游柱的流体动力分析

处于串列的两根圆柱体,其下游柱的振动响应比起孤立柱来要大得多,这主要是由于两者之间的流体动力存在着区别。在高雷诺数Re下,要想通过实验方式得到下游柱的流体动力系数存在着较大的困难,而在相同雷诺数Re下的孤立柱的流体动力系数却较为丰富。本文通过对已有的孤立柱和下游柱在高雷诺数Re下的流体动力系数的实验值的分析,得到了一种两者之间的联系式,并将下游柱流体动力系数的计算值与实验值进行了比较。本文的工作为预报处于尾流中工作的圆柱体在高雷诺数Re下的流固耦合振动响应提供了依据。     

弹性圆柱杆在漩涡激励下的流-固耦合振动响应计算

在Blevins的工作基础上改进了单根圆柱杆在均匀流场中亚临界雷诺数区内涡激振动响应的半经验性计算方法,着重考虑了振动对流体力之间的耦合影响,运用此方法既可计算非锁定区的横向振动响应,当计入了锁定条件后又可计算共振区的峰值响应.     

考虑热效应流体绕流柱体的流动分析

对水横掠热柱体时旋涡脱落时的流动试验进行了分析.研究表明,考虑热效应后的旋涡脱落发生明显变化,表现在旋涡脱落信号傅里叶变换峰宽的改变.在一般换热器设计中往往忽略了壁面热效应,应引起有关部门注意.     

两种管径比的绕流热柱体旋涡信号比较

在考虑壁面热效应的情况下,当雷诺数为0.6×104~5.0×104,分别对管径比为0.4和0.24两种工况下的柱体尾迹旋涡脱落的流动情况进行实验.结果表明:加热使得旋涡流动发生明显变化,其影响表现在旋涡脱落信号傅里叶变换峰值的改变上;这种影响随雷诺数的变化有一临界值ReL,加热在ReL两侧对旋涡所起作用相反,并且ReL随管径比的不同而不同.通过对不同管径比工况的分析比较,发现同等加热强度下小管径比的壁面热效应对旋涡流动影响更明显.     

波纹圆板的非线性振动

本文基于壳体的非线性大挠度动力方程,探讨了波纹圆板的自由振动和受迫振动问题。考虑单模态振形,得到了相应于最低阶特征频率的幅频关系和受谐和激励的幅频响应。