及春宁， 陈威霖， 徐万海

(1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津　300072; 2.四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都　610065)

正方形顺排排列四圆柱流致振动响应研究

及春宁1,2， 陈威霖1， 徐万海1

(1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072; 2.四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都610065)

对间距比s/D=5.0正方形顺排排列四圆柱流致振动进行了数值模拟研究，圆柱仅横流向振动，雷诺数为Re=100，折合流速为Ur=2.0～50.0。研究发现，上游两圆柱的响应与单圆柱涡激振动相似，呈现出明显的初始分支和下端分支。上游两圆柱的振幅均在折合流速Ur=4.4时达到最大值Ymax/D=0.56，与单圆柱涡激振动最大振幅Ymax/D=0.57相近。下游两圆柱的振幅在折合流速Ur=7.9时达到最大值Ymax/D=0.997，比单圆柱涡激振动最大振幅增大了74.8%。正方形顺排排列四圆柱流致振动响应中出现了三个不对称区间，分别为第一不对称区间4.510.5。圆柱不对称的振动响应特性和圆柱间隙流稳定偏斜有关。

流致振动；正方形排列；圆柱；振动响应

前人对单圆柱涡激振动的研究已经取得了诸多成果[1-4]。相比之下，对圆柱群流致振动的研究则要少很多，但也取得了一些重要的结论。

在正方形排列四圆柱绕流方面，Sayers[5-6]的风洞实验研究发现：当圆柱间距比s/D≥4.0时，每个圆柱的St数都等于单圆柱的情况。Zou等[7]对雷诺数Re=200、间距比s/D=1.2～5.0的菱形排列四圆柱绕流研究发现：随着间距比的增加，流动模式依次为单一钝体模式、窄间隙流模式和旋涡碰撞模式。……