固定方柱尾流中相同尺寸方柱流致振动的数值模拟

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在针对钝体绕流的研究中,流体诱发振动现象吸引了越来越多的研究者对其进行探索。流体诱发振动在许多工程领域中都有很重要的研究价值,尤其在用来评估钝体结构的稳定性方面,如桥梁,近海平台及高层建筑群等等。目前已有大量文献讲述圆柱结构体绕流的探究,相比之下方柱绕流及其流体诱发振动的研究需要更多关注。本文主要探究在低雷诺数条件下,上游固定方柱对下游弹性固定方柱的影响效果。本文采用有限体积法,在雷诺数为100以及200的条件下,探索下游方柱的振动情况及产生机理。对比单根方柱的振动情况,总结上游方柱在不同间距下对下游振动方柱的影响效果。在固定雷诺数及间距比的情况下,通过改变振动方柱的固有频率fN来实现对不同无量纲速度Ur的研究。在每一组仿真研究中,我们讨论了下游方柱的振动幅度A、振动频率fv以及阻力平均值CD和升力脉动值CL’随无量纲速度的改变而产生的变化情况,并归纳出相关的转捩点。此外,通过对瞬时的涡量及压力云图的分析,揭示上游固定方柱的漩涡脱落对下游振动方柱的作用机理,从而解释振动变化的原因。
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