低雷诺数变截面细长柔性结构流固耦合能量交换特征分析

O351.3; 波浪形变截面柱体结构具有良好的流动减阻特性,然而尚不清楚这种变截面柔性结构的流致振动特性.基于高精度谱单元法建立了细长柔性结构的流固耦合力学模型和高精度算法,对在低速均匀流作用和驻波初始动力激励下的流致振动机理进行了数值分析,阐明了波浪形细长柔性结构的尾流特性、结构动力响应特性、能量传递规律、涡脱频率的展向变化特征,也对减阻、减振机理进行了初步探讨.数值模拟结果表明,在合适截面扰动波高下波浪形变截面柔性结构能够大幅抑制涡激振动响应,并发现在波浪形细长结构两侧形成的特殊涡结构会稳定绕流剪切层,拉长涡旋形成区长度,从而降低尾流结构与结构的流固耦合效应,抑制涡激振动响应....

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Published in上海交通大学学报 Vol. 57; no. 11; pp. 1400 - 1409
Main Authors 邓秀兵, 于曰旻, 庞玺源
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司,杭州 310000%海南大学土木建筑工程学院,海口 570228%上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240 2023
Subjects
波浪形截面
fluid-induced vibration
细长柔性结构
流致振动
wavy cross-section
slender structure
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ISSN1006-2467
DOI10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.133

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Summary:O351.3; 波浪形变截面柱体结构具有良好的流动减阻特性,然而尚不清楚这种变截面柔性结构的流致振动特性.基于高精度谱单元法建立了细长柔性结构的流固耦合力学模型和高精度算法,对在低速均匀流作用和驻波初始动力激励下的流致振动机理进行了数值分析,阐明了波浪形细长柔性结构的尾流特性、结构动力响应特性、能量传递规律、涡脱频率的展向变化特征,也对减阻、减振机理进行了初步探讨.数值模拟结果表明,在合适截面扰动波高下波浪形变截面柔性结构能够大幅抑制涡激振动响应,并发现在波浪形细长结构两侧形成的特殊涡结构会稳定绕流剪切层,拉长涡旋形成区长度,从而降低尾流结构与结构的流固耦合效应,抑制涡激振动响应.
ISSN:1006-2467
DOI:10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.133