基于CFD方法的变张力柔性圆柱涡激振动数值模拟

作者：王哲; 邓迪; 万德成^*

来源：水动力学研究与进展A辑, 2019, 34(02): 201-209.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2019.02.008

• 涡激振动
• 变张力柔性圆柱
• 计算流体力学
• OpenFOAM

在实际海洋工程中,细长柔性结构物的涡激振动问题广受关注。该文基于切片模型,采用课题组基于开源CFD求解器OpenFOAM自主开发的,面向柔性立管涡激振动问题的viv-FOAM-SJTU求解器,对变张力作用下柔性圆柱涡激振动问题进行数值模拟,分别计算在恒定张力(工况1)及以一阶(工况2)和二阶(工况3)固有频率变化的轴向张力作用下,柔性圆柱涡激振动响应的变化。计算结果与试验吻合良好,验证了求解器的准确性。结果表明,变张力作用显著增大了结构位移响应,相比于工况1,工况2增幅约1倍,工况3增幅约25%。工况3的主振模态由一阶提升至三阶。变张力的作用使得圆柱出现多频率振动特性,体现出"和频"成分。从相图角度来看,圆柱的多频率周期振动特性明显。

• 单位
  海洋工程国家重点实验室; 建筑工程学院; 上海交通大学