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摘要
尾流驰振气动荷载在实验中测量较为复杂，利用Fluent数值模拟可以较快得到尾流驰振全过程的气动荷载并加以分析。采用基于2DRANS的SST k-ω非平稳湍流模型，利用ICEM对流域进行结构化网格划分，结合动网格技术以及用户自定义接口编程，将计算结构响应的Newmark-β代码嵌入Fluent软件进行流固耦合数值模拟。假定上游圆柱固定，下游圆柱简化为两自由度的弹簧振子，在流向间距和横向间距为L/D=2、T/D=1,折减风速Vr=6-50,雷诺数Re=2.4×103～2.82×104的范围内，研究了下游圆柱的尾流驰振特性，并将模拟得到的尾流驰振结果与准定常数值计算结果进行对比分析。结果表明，尾流驰振振幅会随着折减风速增加而接近线性增加，Fluent数值模拟结果与已有实验结果吻合较好，验证了SST k-ω湍流模型模拟尾流驰振的可行性；在涡激共振区尾流抑制了下游圆柱表面的随机涡脱；下游圆柱尾流驰振运动轨迹为具有明确方向性和自限性的椭圆环；准定常数值计算方法对涡脱频率和自然频率的高倍频考虑不足，但是2种方法得到的位移时程结果吻合度非常高，自振频率的前四阶倍频的自激力对振动位移响应起主要控制作用，在一定程度上说明尾流驰振是一种自激振动。
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