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不同截面形状柱体流激振动能量转换特性分析

李小超; 罗旋; 徐伟; 奉胜男
中国知网
长沙理工大学水利工程学院

摘要

为了比较不同截面形状柱体的流激振动特性,探讨适用于流激振动能量转换的柱体截面形式,本文基于雷诺平均N-S方程,结合SST k-ω湍流模型和任意拉格朗日欧拉流固耦合动网格控制方法,对高雷诺数、高阻尼比条件下,圆柱、方柱、类梯形柱、梯形柱及T字形柱等5种不同截面形状的柱体流激振动进行数值模拟,模拟中保持各柱体的特征长度相同,质量比、阻尼比、同一流速下的雷诺数和约化速度等重要无量纲参数也均保持一致。计算结果表明:圆柱的振动表现为典型的涡激振动,其他4种柱体的振动均为驰振,在较低约化流速下T字形柱获得的功率均较其他柱体获得的为大。各柱体能量转换效率均随约化速度的增加先增大后减小,中间存在一个峰值,5种...

关键词

流激振动 截面形状 能量转换 尾流 动力响应 升力系数 数值模拟 能量转换效率 阻尼比 flow-Induced vibration cross-sectional shape energy conversion vortex flow dynamic response lift coefficient numerical simulation energy-conversion efficiency damping ratio