不同入射角下圆柱涡激振动的数值研究

采用二维非定常雷诺平均N-S方程和剪应力运输k-ω模型，结合四阶龙格-库塔法，选取4种不同入射角(α)对二自由度圆柱涡激振动响应影响进行数值研究。比较了不同来流角度下圆柱涡激振动幅值、结构振动频率、锁定区间、漩涡脱落模式、斯特劳哈尔数、水动力系数和捕能效率的影响。数值结果表明，来流角度变化会使圆柱涡激振动响应产生多频率特性，且随着来流角度的增加y方向振幅逐渐减小，x方向振幅逐渐增大。不同来流角度下涡激振动响应均产生明显的锁定现象，锁定区间宽度随来流角度的变化不明显。但随着来流角度的增加，y方向力系数均方根与x方向力系数均值均有下降的趋势。