利用延迟反馈控制柔性圆柱涡激振动数值研究

摘要：

以三维细长柔性圆柱为研究对象,基于结构梁振动模型和尾流振子模型,采用二阶中心有限差分方法求解耦合方程,研究延迟反馈控制作用下柔性圆柱的涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)响应特性.研究发现:柔性圆柱的振动幅值和振动频率会随着延迟时间τ的增加呈现周期性变化,不同的延迟时间τ耦合不同的延迟增益ka,可以实现柔性圆柱不同振动幅值和振动频率的控制;在耦合延迟增益(kd)符号相反时,变化曲线会有半个周期的相位差;且延迟时间τ并不能改变振幅峰值,其大小只与延迟增益kd有关.理论分析证明:当τ不断增加时,振动频率f和波数k会趋向于定值.该研究提出的延迟反馈方法能够有效控制柔性圆柱的涡激振动,为海洋立管等柔性钝体的振动控制提供新的方法和思路.

关键词：柔性圆柱、尾流振子、涡激振动(VIV)、延迟反馈、数值计算

所属期刊栏目：41

分类号：O357(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金11972268

在线出版日期：2022-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：193-201