不同雷诺数下圆柱结构涡激振动的数值模拟

作者：任彤煜; 王秋波; 张筱璐; 齐巍^*

来源：应用科技, 2021, 48(04): 8-13.

• 流固耦合
• 圆柱结构
• 数值模拟
• 模型试验
• 模态
• 单相流
• 横流向
• 顺流向
• 漩涡脱落

圆柱结构在单相流作用下的振动响应特性研究对于圆柱管流致振动的控制有重要的工程意义。本文基于SST k-ω湍流模型对直圆柱管和弯圆柱管进行数值模拟分析,并以0.46～2.5 m/s的水流流速,对质量比为3.94的直圆柱管和弯圆柱管结构开展研究,测试2种圆柱管结构在不同来流速度下的横流向、顺流向振动响应,对比2种圆柱管结构在单相流作用下的数值模拟分析结果和试验结果。研究结果表明:直圆柱管和弯圆柱管有限元模型的横流向振幅在流速范围内逐渐增大,顺流向振幅先增大后减小;当流速范围为1.91～2.05 m/s时,漩涡脱落频率随流速的增大而增大,与试验结果吻合较好。本实验为圆柱管涡激振动研究提供了借鉴。

• 单位
  中国汽车技术研究中心有限公司; 北京工业大学