尾流干涉下串联圆柱涡激振动数值模拟研究

摘要：

圆柱涡激振动的研究多数集中在单自由度情况下,涉及到小尺寸圆柱尾流干涉下的研究十分有限.为此,利用Fluent软件中的SST k-ε湍流模型,基于Overset-Mesh方法对流场建模处理,通过雷诺平均法求解黏性N-S方程并运用动网格技术实现流固耦合,针对小尺寸串联双圆柱进行了二维仿真研究.研究结果表明:下游圆柱的"锁定"区间与上游圆柱保持一致,在圆柱间距比L/D=4的条件下,上游圆柱对下游圆柱的尾流干涉作用相对较弱;在约化速度Ur =6附近存在一个临界值U rcrit,当Ur＞Urcrit时,下游圆柱的横流向振幅大于上游圆柱,而当Ur＜Ur-crit时,下游圆柱横流向振幅则要小于上游圆柱;串联圆柱的尾涡脱落模式随Ur增大会发生显著变化.研究结果可以为深海油气开发中立管的涡激振动分析提供理论依据.

关键词：尾流干涉、涡激振动、流固耦合、串联圆柱、数值模拟、约化速度、脱落

所属期刊栏目：49

分类号：TE952(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家重点研发计划项目"超深水多用途柔性管的研制与示范";国家自然科学基金项目"深水顺应式垂直通路立管总体响应特性及优化设计研究"

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：72-79