串列方柱涡致振动的数值模拟

来源 :同济大学理学院数学系 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang9230c
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方柱因其形状的特点在尾流中有非定常涡脱落而激发涡致振动,这是一种典型的钝体绕流气动弹性现象。本文分别利用两种RANS湍流模型在雷诺数3×103—9×103范围内对二维单个方柱绕流进行了数值模拟,并将绕流情况与实验结果和其他数值结果进行了比较,它们吻合的较好。在此模型基础上,基于弱耦合分区求解法,搭建起流固耦合数值模拟程序平台FSI,对气动弹性现象进行了模拟。在流场速度逐渐增大的过程中,方柱横向位移大小的变化与实验所观察到的相一致,发生了涡致共振和“锁定”现象。 之后,对于更复杂的串列方柱情形,在若干个间距比下进行了绕流模拟。结果体现出临界间距比两侧,后柱升力系数性质的差别。以绕流模拟的结果为基础,进行了雷诺数5.3×103时前柱在静立后柱干扰下的涡致振动模拟。模拟结果表现为前柱作为单自由度弹性振子,其振幅随着与干扰柱的间距变化而改变。将这一系列间距比下的计算结果与Gowda的实验结果作比较,二者基本吻合。
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