渦激振動是工程中常見的現(xiàn)象,其本質(zhì)是復(fù)雜的流固耦合問題,深入認(rèn)識其規(guī)律及機理不僅具有科學(xué)意義,而且可為相關(guān)工程結(jié)構(gòu)物的載荷計算及運動分析提供依據(jù)。針對渦激振動研究者們已開展了大量的實驗和數(shù)值研究,并取得了逐步深入的認(rèn)識。流動分離、水動力周期性響應(yīng)、圓柱運動響應(yīng)以及尾流模式等是渦激振動中受關(guān)注的重要問題,其中尾流模式與圓柱運動響應(yīng)分支之間有著密切聯(lián)系。隨約化速度增大,運動響應(yīng)出現(xiàn)鎖定區(qū)域是渦激振動中的重要現(xiàn)象。由于渦激振動問題的復(fù)雜性,目前的認(rèn)識尚不足,仍須深入研究。本文建立了渦激振動數(shù)值模型,與實驗結(jié)果的對比表明模型合理、可靠。以數(shù)值模型為基礎(chǔ),針對渦激振動(單頻)圓柱和鎖定區(qū)域內(nèi)雙頻振動圓柱,研究了其速度環(huán)量及水動力響應(yīng)的特征及機理。關(guān)于渦激(單頻)振動的主要結(jié)論如下:1)繞圓柱的速度環(huán)量的時空分布呈規(guī)律的條帶分布,對應(yīng)不同響應(yīng)分支,振動圓柱的環(huán)量極值略有差異;2)隨來流速度增大,振動圓柱的環(huán)量向外傳播速度增大,固定圓柱與之變化一致,且二者的環(huán)量變化頻率均增大;3)無量綱化速度環(huán)量的EOF分解結(jié)果中,前兩個模態(tài)總貢獻(xiàn)率高達(dá)97%,且二者均為時間分布的第一主頻,二者對應(yīng)的空間分布曲線與空...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1圓柱振動(a)1968年Feng的風(fēng)洞實驗[Figure1-1Theresponseofcylin

第一章緒論3小兩個情況下，圓柱響應(yīng)分支的切換點對應(yīng)不同的流速值）。1988年Ongoren和Rockwell[10]在雷諾數(shù)Re為[584,1300]的范圍內(nèi)，開展強迫振動實驗，發(fā)現(xiàn)了相位鎖定現(xiàn)象，即圓柱的振動頻率f鎖定在固有頻率fn附近時，圓柱運動與脫渦之間存在180°相位差。....

圖1-4渦激振動實驗的三種模式

第一章緒論8量分布有關(guān)，并表示能量傳遞的方向。Morse和Williamson[33]（2009）證明了在精密的控制下，測量的和預(yù)測的振幅等其他參數(shù)十分相近，但無法排除非線性的影響，如與圓柱相關(guān)的剛度和阻尼。1.2.2.3自由振動實驗?zāi)Ｐ蛷椥灾С械淖杂烧駝訉嶒炇乾F(xiàn)在普遍應(yīng)用的模型....

圖2-1圓柱繞流與曲面邊界層分離示意圖[57]

第二章渦激振動理論及研究方法11第二章圓柱渦激振動基礎(chǔ)理論認(rèn)識及數(shù)值模擬方法渦激振動的相關(guān)研究從繞流特性開始已有近百年的歷史，其中較為經(jīng)典的是針對圓形截面的鈍體結(jié)構(gòu)的研究，從流動分離到渦旋脫落，再到柱體受周期變化水動力而振動的過程，其間的影響因素繁多且錯綜復(fù)雜。本章將介紹渦激振動....

圖2-2邊界層內(nèi)的速度分布[57]

第二章渦激振動理論及研究方法12僅分析速度無法解釋邊界層分離的原因，還須結(jié)合邊界層的壓力分布。根據(jù)普朗特邊界層的微分方程，在物面上（y=0,u=v=0），有公式：22du1dpdydx=(2-1)其中u表示平行于物面切向的速度分量，y表示垂直于物面的位移分量，x表示平行于物面切向....

本文編號：4039760