波高对波纹管涡激振动特性的影响研究
2020-10-21肖阳宏张兆德柳振海
浙江海洋大学学报(自然科学版) 2020年2期
肖阳宏,李 磊,张兆德,柳振海
(1.浙江海洋大学船舶与海运学院,浙江舟山 316022;2.中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司,浙江杭州 310012)
大量实验和数值研究表明,研究钝体流动理论和应用对解决工程实际问题具有重要作用,尤其是圆柱体结构。BEARMAN[1],WILLIAMSON,et al[2],以及JIMÉNEZ-GONZÁLEZ[3]都有对圆柱结构的流固耦合问题进行探讨,流体绕流圆柱结构,会发生边界层分离,导致涡旋脱落从而引起涡激振动问题。当涡旋脱落频率接近结构频率时可能会导致高幅值振荡,这可能会对工程结构造成极大损害,从而导致疲劳破坏。
长期以来,为了减轻这种振动的影响,越来越多的学者进行了大量研究并提出了不同的涡激振动抑制装置。改变普通圆柱体的结构表面形状是常见的被动型控制抑制措施。GAO Yun,et al[4]研究了表面粗糙度对圆柱体涡激振动的影响,比较了具有不同粗糙度的圆柱体升阻力、涡脱频率、振动频率以及位移响应。结果表明,与光滑圆柱相比,粗糙圆柱具有较小的位移响应,较窄的锁定区域和较高的涡流脱落频率。LEE,et al[5]研究了横截面积沿跨度呈正弦变化的圆柱体后面的尾流涡泄,在Re=5×103~2×104之间,实验应用可视化技术测量了两种不同正弦圆柱体后尾流的阻力,平均速度和湍流强度分布,并与相同直径的普通圆柱体进行比较,在Re=104时,其中一种模型的阻力系数降低了约22%。尾流结构在顺流方向上显示出周期性变化。尾流宽度在圆柱体后面的区域中扩展,涡流形成区域变长,涡流引起的波动得到抑制,从而减小了作用在圆柱体上的阻力。……
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