董占琢 廖 晖

（东方汽轮机有限公司，四川 德阳，618000）

0 引言

高耸结构横风向振动的机理较为复杂，影响因素很多，在工程结构中较为常见且机理相对清楚的横向风振内容包括：涡激振动[1]、驰振[2]、颤振[3]。本文所研究的塔筒横截面为规则圆形，不存在攻角问题，风绕流塔筒时不会发生驰振和颤振，主要是由卡门涡街的漩涡发放引起的垂直于来流方向的涡激振动。风绕流塔筒产生的卡门涡街以及升阻力方向如图1所示。

图1 卡门涡街与升阻力方向

1 塔筒涡激振动CFD计算

1.1 雷诺相似准则

风绕塔筒的流动主要受粘性力、压力和惯性力的作用。从力学相似的观点看，若两个流场在对应点作用的同种力方向相同、大小成同一比例，则满足动力相似。在几何相似的前提下，两个流动只要在对应点满足代表粘性力与惯性力比值的雷诺数相等，则表示压力与惯性力之比的欧拉准则必然相等，因此风绕流塔筒满足雷诺相似条件。只需给出不同雷诺数下的力系数的大小即可表示不同直径、不同风速下的受力。

1.2 二维圆形CFD计算

圆柱绕流问题是典型的钝体大分离问题，本文采用SST湍流模型进行计算。

1.2.1 计算网格

采用图2所示的计算网格。计算域大小为10D×20D，计算网格总数34302。

图2 计算网格与边界条件

1.2.2 边界条件

入口设置为速度入口条件，按照不同的雷诺数进行计算；出口设置为背压出口，出口为大气压；壁面设置为无滑移壁面条件；计算域上下边界为对称边界，用以模拟无穷大空间。……