不同雷诺数下圆柱结构涡激振动的数值模拟

圆柱结构在单相流作用下的振动响应特性研究对于圆柱管流致振动的控制有重要的工程意义.本文基于SST k-ω湍流模型对直圆柱管和弯圆柱管进行数值模拟分析,并以0.46～2.5 m/s的水流流速,对质量比为3.94的直圆柱管和弯圆柱管结构开展研究,测试2种圆柱管结构在不同来流速度下的横流向、顺流向振动响应,对比2种圆柱管结构...     

单相流作用下圆柱结构振动响应特性研究

圆柱结构在单相流作用下的振动响应特性对于管道流致振动的分析与控制有重要的工程实践意义.以质量比为3.94的直圆柱管和弯圆柱管结构为研究对象,在水流流速为0.45～2.5 m/s范围内测试两种圆柱管结构在不同来流速度下的横流向、顺流向振动响应,分析两种圆柱管结构在单相流作用下的振动特性异同.研究表明,在湍流抖振阶段,直圆柱管与弯圆柱管振动幅值差异较小;在漩涡脱落阶段,两种圆柱管结构的横流向振幅出现"初始分支"且漩涡脱落对直圆柱管的作用更加明显.当雷诺数为7500～42 000时,直圆柱管和弯圆柱管结构的漩涡脱落频率均随流速增大而增大,且在相同流速条件下直圆柱管漩涡脱落频率较低;直圆柱管和弯圆柱管在横流向未出现"锁频现象",而顺流向的振动频率"锁定"在固有频率附近,且直圆柱管出现该现象的流速范围较小.