柱体结构涡激振动数值计算

摘要：

为了研究柱体结构的涡激振动特性预测方法,首先基于Van der Pol尾流振子模型建立了弹性支撑单自由度柱体的涡激振动模型.然后基于计算流体力学(CFD)方法、结构动力学理论以及嵌套网格技术,同时考虑弹性支撑柱体来流向和横向振动,建立了柱体结构的涡激振动高保真仿真模型.通过与国外文献实验数据对比,验证了两种模型的准确性.计算结果表明,在低质量比情况下,Van der Pol尾流振子模型在约化速度较小区域计算误差很大,在柱体振幅最大值附近误差较小,基本上可以捕捉到柱体的涡激振动特性,可以用于工程上快速预测柱体结构的涡激振动特性;在低质量比、高质量比以及指定的约化速度范围内,采用CFD方法和嵌套网格技术,可以避免由于柱体振幅较大引起的网格畸变和负网格问题,且可以获得较好的计算精度和详细的流场信息,但计算效率相比Van der Pol尾流振子模型较低.

关键词：柱体结构、涡激振动、Van der Pol尾流振子模型、计算流体力学、嵌套网格

所属期刊栏目：39

分类号：TB122(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2020-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：7-12,47