涡激振动驱动的柱群结构俘获海流能的稳定性分析

作者：罗竹梅; 张立翔; 张晓旭; 李丹

来源：振动与冲击, 2019, 38(08): 96-116.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2019.08.015

• 海流能发电
• 涡激振动(VIV)
• 约化速度
• 水动能

基于海流能发电涡激振动驱动俘获能量这一想法,对耦合连接的四圆柱结构在均匀海流流速下的自由涡激振动进行模拟发现:振动结构的响应幅值在较大和较小约化速度下,随组合间距比LH/D2的变化相差较大。因此对Ur=5.71和Ur=14.29两种约化速度下结构位移幅值谱图、升力特性、相位差进行分析,结果表明:Ur=5.71时,不同间距比下各圆柱升力与位移间的相位角Φ不同,存在明显的主频且按较规则的正弦规律变化,四个圆柱对结构的振动都起激励作用,各圆柱俘获的水动能或转移到水流中的机械能相对稳定;而Ur=14.29时,各圆柱升力波动不规则,升力频率成分复杂,升力位移间的相位角Φ不明显,各圆柱俘获水动能不稳定,对结构振动起主要作用的是下游两圆柱。分析结果对柱群结构俘获海流能时其约化速度范围的确定有参考价值。

• 单位
  昆明理工大学; 建筑工程学院