振动与冲击2021,Vol.40Issue(20) :108-116,134.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.20.014

表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应影响的数值研究

Numerical study of the effects of surface roughness on vortex-induced vibration response of a circular cylinder near a plane wall

熊友明 张壮壮 高云 彭庚 刘黎明 杨斌
振动与冲击2021,Vol.40Issue(20) :108-116,134.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.20.014

表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应影响的数值研究

Numerical study of the effects of surface roughness on vortex-induced vibration response of a circular cylinder near a plane wall

熊友明 1张壮壮 1高云 2彭庚 3刘黎明 1杨斌1
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作者信息

  • 1. 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500
  • 2. 哈尔滨工业大学(威海) 海洋工程学院,山东威海264209;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024
  • 3. 中国石油西南油气田工程技术研究院,成都610031
  • 折叠

摘要

使用数值模拟方法,研究了表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应的影响,对不同粗糙度下近壁圆柱体的振动幅值、振动频率、锁定区间、升力系数、拖曳力系数、斯脱哈尔数以及振动轨迹等参数进行了对比分析.分析结果显示:基于近壁圆柱体振动幅值以及振动频率变化趋势,可以将整个折合速度区间依次划分为三个区间:初始分支、锁定区间以及解锁区间.随着粗糙度的上升,近壁圆柱体横向振幅最大值呈上升趋势,锁定区间宽度逐渐变窄,拖曳力系数均值呈下降趋势.锁定区间里,较大的横向振幅使得壁面效应大幅增加,进一步导致升力系数均值明显大于0.

关键词

涡激振动/表面粗糙度/近壁圆柱体/流体力系数/锁定区间

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基金项目

国家自然科学基金(51609206)

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放基金(LP2002)

中国石油西南油气田公司博士后项目(20200302-07)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.898
ISSN:1000-3835
被引量1
参考文献量8
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