二维弹性圆柱涡致振动的尾涡模态

作者：李田; 张继业; 张卫华; 朱旻昊

来源：空气动力学学报, 2010, (06): 689-695.

• 时空有限元
• Navier-Stokes方程
• 涡致振动
• 流固耦合 space-time finite element method
• Navier-Stokes equation
• vortex-induced vibration
• fluid-structure interaction

对均匀来流情况下Re数为200的二维单自由度弹性支撑圆柱涡致振动问题进行了数值模拟。采用时空有限元方法求解二维不可压N-S方程,利用新型显示积分方法求解圆柱振动方程,并用弹簧动网格技术实现网格更新。针对低折合阻尼比涡致振动,分析了不同圆柱自振频率下升力系数、阻力系数以及圆柱位移等参数的变化趋势,成功地捕捉了"锁定"、"拍"和"相位转换"等现象。讨论了圆柱脱落尾涡模态随时间的演变,观测到新的2P+2S尾涡模态,当圆柱振动幅值最大时,尾涡在下游不同位置可能出现2S、2P+2S和2P模态。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学