正三角形排列三圆柱绕流与涡致振动数值模拟

徐枫; 欧进萍

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基于有限体积法求解二维粘性不可压缩N-S方程,对低雷诺数下正三角形排列等直径三圆柱的绕流与涡致振动进行数值模拟.圆柱振动简化为两自由度的质量-弹簧-阻尼模型,圆柱的动力响应通过Newmark-β方法求解.间距比在1.5~6.0之间变化,重点研究各圆柱的气动力和响应及相关的频率特性、尾流流动模式随间距比的变化.研究结果表明:三圆柱发生振荡时的气动力要远大于绕流结果,当间距比在3.5~4.0之间气动干扰最为强烈.当间距比大于3.0时,下游圆柱的横向和流向位移相位差出现周期性切换,导致升力系数均值出现波动,并且下游圆柱的质心运动轨迹为斜向上和斜向下椭圆形的叠加.三圆柱的最大横向位移幅值均能达到0.9D,下游圆柱的最大流向振幅达到1.1D,这说明组成多圆柱振荡系统单柱的横向位移远大于孤立圆柱发生涡激共振的最大位移,并且下游圆柱的流向振荡不可忽视.

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来源
《空气动力学学报》 |2010年第5期|582-590|共9页
作者
徐枫; 欧进萍;
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作者单位

哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;

哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;

大连理工大学土木水利学院,辽宁,大连,116023;

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正文语种 chi
中图分类流体动力学;
关键词
涡致振动; 三圆柱; 两自由度模型; 共振; 流动模式;

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