基于非线性动力学稀疏辨识的涡致振动系统建模

1

作者 季廷炜 王亮 +2 位作者 谢芳芳 张鑫帅 郑畅东 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期402-412,432,共12页

以二维和三维圆柱涡致振动(VIV)系统为研究对象,通过非线性动力学稀疏辨识(SINDy)的方法,识别VIV系统的结构响应模型和尾流振荡模型.对模型进行验证和分析,得到VIV系统的流固耦合模型,实现不同缩减速度下圆柱VIV位移和速度响应的预测.... 以二维和三维圆柱涡致振动(VIV)系统为研究对象,通过非线性动力学稀疏辨识(SINDy)的方法,识别VIV系统的结构响应模型和尾流振荡模型.对模型进行验证和分析,得到VIV系统的流固耦合模型,实现不同缩减速度下圆柱VIV位移和速度响应的预测.结果表明,采用SINDy算法,识别了带有附加阻尼的二维VIV系统的结构响应模型.该模型与流固耦合系统的动力学特征表现出明显的规律:当涡致振动系统处于锁定(lock-in)区域时,附加阻尼随缩减速度变大而基本保持不变,结构的无量纲最大振幅保持在较高水平;当涡致振动系统处于非锁定区域时,附加阻尼随缩减速度变大而呈现线性下降的特征,结构的无量纲振幅保持在较低水平.基于SINDy方法识别的二维VIV系统流固耦合模型和三维VIV系统结构响应模型有较好的预测能力,其中二维VIV系统流固耦合模型有一定的泛化能力.模型预测值能够表征原系统的运动特征,对二维VIV系统结构位移响应预测的相对误差小于6%,结构速度响应预测的相对误差小于5%,对三维VIV系统结构位移和速度响应预测的相对误差小于4%. 展开更多

关键词 稀疏辨识 涡致振动 流固耦合 降阶模型 非线性动力学

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振荡流下旋转圆柱涡致振动与传热特性研究

2

作者 杨国耀 孙悦 +2 位作者 单智超 李祥 丁林 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第7期62-74,共13页

基于海洋深层流的特点,数值模拟了振荡来流条件下不同折减速度U*和旋转速率α对圆柱振动响应与传热特性的影响。结果表明,圆柱的x(A_(peaks,x)^(*))和y方向(A_(peaks,y)^(*))的振幅比存在多个极值点,且随着α增加,A_(peaks,x)^(*)的最... 基于海洋深层流的特点,数值模拟了振荡来流条件下不同折减速度U*和旋转速率α对圆柱振动响应与传热特性的影响。结果表明,圆柱的x(A_(peaks,x)^(*))和y方向(A_(peaks,y)^(*))的振幅比存在多个极值点,且随着α增加,A_(peaks,x)^(*)的最大值增大,其对应的U*减小。位移和升阻力系数随着α和U*变化表现出显著差异,x方向的时间平均位移随U*的增加而增大,y方向平均位移和升阻力系数均随α的增大而增大。圆柱的运动轨迹在0≤α≤1.0时,无明显规律;在α=1.5时,为圆环状。随着U*增加,圆柱平均努塞尔数增大,局部努塞尔数分布逐渐成圆形。随着α增大,涡旋脱落模式由2S转变为单排排列,尾迹逐渐拉伸并趋于U型模式。温度场结果表明,前驻点热交换较弱,后驻点热交换和局部传热效率显著提升。 展开更多

关键词 涡致振动 振荡流 换热特性 旋转圆柱 努塞尔数

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钝体涡致振动的能量捕获与耦合响应研究

3

作者 朱红钧 周新宇 +1 位作者 唐涛 王硕 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期65-74,共10页

文章基于风洞实验研究了截面形状和迎流攻角对钝体涡致振动及能量捕获的影响,同时利用数值模拟与烟雾可视化技术捕捉了钝体尾部的旋涡形态。结果表明:攻角显著影响了三棱柱、梯形棱柱与方柱的振动响应,当三棱柱尖角、梯形棱柱短边、方... 文章基于风洞实验研究了截面形状和迎流攻角对钝体涡致振动及能量捕获的影响,同时利用数值模拟与烟雾可视化技术捕捉了钝体尾部的旋涡形态。结果表明:攻角显著影响了三棱柱、梯形棱柱与方柱的振动响应,当三棱柱尖角、梯形棱柱短边、方柱锐缘迎流时,涡脱模式均为2S,柱体振幅极小,不超过0.07D(D为特征尺寸);当三棱柱底边、梯形棱柱长底边、方柱侧边迎流时,边界层分离点前移至前端面尖角处,振动响应增强,且随约化速度增大,旋涡形成长度增大,依次经历未起振、涡致振动、涡致振动与驰振竞争和驰振4个阶段,升力与位移的相位差相应从0°跳跃至180°,而后在0°与180°之间切换,最后回落为0°,4个阶段对应的涡脱模式依次为2S、2P、2P和P+S。对比所有振子的能量捕获效率发现,底边迎流的三棱柱效果最佳,最大的能量捕获效率达12.5%。 展开更多

关键词 涡致振动 截面形状 攻角 涡脱模式 能量捕获

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内置压电悬臂梁的涡致振动圆管俘能结构实验研究

4

作者 陈鹏 林杉杉 +1 位作者 马雄飞 李莉 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期248-254,共7页

利用计算机仿真和水循环试验系统测试,分析了阻流体直径、间径比以及双俘能结构串列情况下内置压电悬臂梁柔性圆管涡致振动俘能结构的性能。结果表明:俘能结构的输出电压随着圆柱阻流体直径的增大而增大,随着间径比的增加先增加后降低... 利用计算机仿真和水循环试验系统测试,分析了阻流体直径、间径比以及双俘能结构串列情况下内置压电悬臂梁柔性圆管涡致振动俘能结构的性能。结果表明:俘能结构的输出电压随着圆柱阻流体直径的增大而增大,随着间径比的增加先增加后降低。当阻流体直径为0.03 m,高为0.05 m,间径比为3时,最优输出电压峰-峰值为5.83 V。当两个参数完全相同的俘能结构串列放置试验时,两者的输出电压大不相同,第2个俘能结构的输出电压远大于第1个俘能结构。综合考虑两个俘能结构的电压值,当间径比为4时,得到两个结构产生的电压值分别为0.71 V和5.24 V,优于间径比为其他值的情况。 展开更多

关键词 压电俘能器 涡致振动 压电悬臂梁 压电能量收集

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阻流体对涡致振动压电俘能结构性能影响的研究 被引量：1

5

作者 马雄飞 林杉杉 +1 位作者 陈鹏 李莉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期33-36,40,共5页

利用有限元分析方法对内置压电悬臂梁的柔性圆管俘能结构进行了水下环境的数值模拟和实验测试,并进行了对比分析。分别仿真分析和实验测试了前置阻流体形状和直径等条件参数对压电悬臂梁柔性圆管俘能结构性能的影响。仿真结果表明:前置... 利用有限元分析方法对内置压电悬臂梁的柔性圆管俘能结构进行了水下环境的数值模拟和实验测试,并进行了对比分析。分别仿真分析和实验测试了前置阻流体形状和直径等条件参数对压电悬臂梁柔性圆管俘能结构性能的影响。仿真结果表明:前置圆柱形阻流体的俘能结构振幅和电压比前置六棱柱和方柱的俘能结构都大。当流速为1.0 m/s,前置圆柱阻流体直径为0.03 m时,俘能结构产生的振幅和电压最大分别为2.85×10^(-4)m, 9.88 V。实验结果与数值模拟结果呈现相同的变化趋势。当流速为1.0 m/s,刚性圆柱阻流体直径为0.03 m时,测得输出电压峰—峰值为5.63 V。通过数值模拟和实验测试,分析了阻流体形状和直径对俘能结构性能的影响,为水下涡致振动压电能量收集技术提供了理论和实验参考。 展开更多

关键词 涡致振动 压电能量收集 压电俘能器 有限元仿真

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圆柱绕流涡致振动的平面湍流数值模拟 被引量：9

6

作者 任安禄 罗雄平 +2 位作者 邵雪明 邓见 王焕然 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1111-1114,共4页

为了研究工程中存在的湍流涡致振动问题，应用平面湍流κ-ε模型和重整化群κ-ε模型，结合分块耦合方法及任意拉格朗日欧拉法（ALE）数值模拟了圆柱绕流涡致振动，求解基于非交错网格系统，其中包含满足连续性方程的压力泊松方程解法... 为了研究工程中存在的湍流涡致振动问题，应用平面湍流κ-ε模型和重整化群κ-ε模型，结合分块耦合方法及任意拉格朗日欧拉法（ALE）数值模拟了圆柱绕流涡致振动，求解基于非交错网格系统，其中包含满足连续性方程的压力泊松方程解法．计算了湍动能、湍流耗散率、湍流黏性系数及柱面涡量的变化情况．结果表明，当雷诺数为5000～2×10^5时计算所得的阻力系数与实验数据吻合良好．研究发现，在涡致振动情况下的湍流耗散率比固定圆柱涡脱落情况下小得多，湍流黏性系数与雷诺数呈对数律增长． 展开更多

关键词 湍流 涡致振动 任意拉格朗日欧拉法 圆柱绕流 单自由度振动

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方柱绕流横向驰振及涡致振动数值模拟 被引量：19

7

作者 邓见 任安禄 邹建锋 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期595-599,共5页

对Re=250下弹性支撑方柱绕流进行数值模拟.流场计算采用基于任意拉格朗日欧拉(ALE)描述的不可压流体N S方程,对流项与扩散项分别采用三阶迎风紧致格式与四阶紧致格式进行差分离散,利用分块耦合生成正交性较好的结构化网格,模型简化为弹... 对Re=250下弹性支撑方柱绕流进行数值模拟.流场计算采用基于任意拉格朗日欧拉(ALE)描述的不可压流体N S方程,对流项与扩散项分别采用三阶迎风紧致格式与四阶紧致格式进行差分离散,利用分块耦合生成正交性较好的结构化网格,模型简化为弹簧阻尼质量系统,柱体运动采用经典龙格库塔方法求解.模拟了方柱的驰振和涡致振动,捕捉到了驰振到涡致振动的转变,捕获了涡致振动的“锁定”、“拍”、“相位开关”等现象.验证了该计算方法的可行性,计算结果为工程实际提供了依据. 展开更多

关键词 任意拉格朗日-欧拉(ALE) 涡致振动 驰振 方柱绕流 分块耦合

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涡致振动型风力压电俘能器流场数值模拟与试验 被引量：8

8

作者 文晟 张铁民 +2 位作者 杨秀丽 卢玉华 许志林 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期269-275,共7页

基于涡致振动原理设计了一种风力型压电俘能器,通过串列配置的双绕流圆柱增加进气道内流场的压强波动,以Helmholtz共振腔作为尾流区域的风压谐振放大装置,利用PVDF压电薄膜直接将湍流引起的持续性压强波动转换为电能。采用计算流体力学... 基于涡致振动原理设计了一种风力型压电俘能器,通过串列配置的双绕流圆柱增加进气道内流场的压强波动,以Helmholtz共振腔作为尾流区域的风压谐振放大装置,利用PVDF压电薄膜直接将湍流引起的持续性压强波动转换为电能。采用计算流体力学数值方法,分析了在不同风速下压电俘能器内部流场的流体动力学行为。数值分析及试验结果表明:在相同风速下,当耦合因子L/D=2.2时,双绕流圆柱引起的压强波动最大,可达到单绕流圆柱的2倍;Helmholtz共振腔内气体在振荡流的作用下产生谐振后,腔内气体压强的幅值随风速的增加而增大,但振动频率均相同且为共振腔的固有频率。 展开更多

关键词 压电俘能器 涡致振动 流场 数值模拟

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三维弹性管的涡致振动特性分析 被引量：10

9

作者 冯志鹏 张毅雄 +1 位作者 臧峰刚 叶献辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第9期976-985,共10页

采用有限体积法联合大涡模拟方法求解三维湍流流场,采用有限元法离散弹性管结构,对Re=1.35×104的湍流流动作用下三维弹性管的涡致振动进行了数值模拟,结构的动力学响应用Newmark算法来求解,管的运动采用基于扩散光顺方法的动网格... 采用有限体积法联合大涡模拟方法求解三维湍流流场,采用有限元法离散弹性管结构,对Re=1.35×104的湍流流动作用下三维弹性管的涡致振动进行了数值模拟,结构的动力学响应用Newmark算法来求解,管的运动采用基于扩散光顺方法的动网格模型来实现.利用建立的数值模型,分析了升力系数、阻力系数、位移、涡脱频率、相位差随频率比的变化特征,成功扑捉到锁定、相位开关,并联合运动轨迹、相图及Poincaré截面映射,研究了升力系数与横向位移的极限环与分叉等非线性特性.研究结果表明,在阻力系数的最小值处,横向振幅达到最大值,同时,横向响应的"锁定"也始于阻力系数最小值处;在"锁定"范围内,横向振幅随着频率比的增大而逐渐减小;在升力系数的最小值处,升力系数与位移间的相位由反相变为同相;在均匀湍流流动作用下,三维弹性管的升力与横向位移并未出现周期解的分叉. 展开更多

关键词 涡致振动 极限环 大涡模拟 计算流体力学 有限元法

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二维弹性圆柱涡致振动的尾涡模态 被引量：7

10

作者 李田 张继业 +1 位作者 张卫华 朱旻昊 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期689-695,共7页

对均匀来流情况下Re数为200的二维单自由度弹性支撑圆柱涡致振动问题进行了数值模拟。采用时空有限元方法求解二维不可压N-S方程,利用新型显示积分方法求解圆柱振动方程,并用弹簧动网格技术实现网格更新。针对低折合阻尼比涡致振动,分... 对均匀来流情况下Re数为200的二维单自由度弹性支撑圆柱涡致振动问题进行了数值模拟。采用时空有限元方法求解二维不可压N-S方程,利用新型显示积分方法求解圆柱振动方程,并用弹簧动网格技术实现网格更新。针对低折合阻尼比涡致振动,分析了不同圆柱自振频率下升力系数、阻力系数以及圆柱位移等参数的变化趋势,成功地捕捉了"锁定"、"拍"和"相位转换"等现象。讨论了圆柱脱落尾涡模态随时间的演变,观测到新的2P+2S尾涡模态,当圆柱振动幅值最大时,尾涡在下游不同位置可能出现2S、2P+2S和2P模态。 展开更多

关键词 时空有限元 NAVIER-STOKES方程 涡致振动 流固耦合

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正三角形排列三圆柱绕流与涡致振动数值模拟 被引量：25

11

作者 徐枫 欧进萍 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期582-590,共9页

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... 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。 展开更多

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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低雷诺数下方柱和圆柱涡致振动的数值分析 被引量：10

12

作者 曹丰产 项海帆 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期382-386,共5页

通过数值求解二维不可压粘性流体的N-S方程，研究了方柱和圆柱在低雷诺数（Re＝90～130）下的涡致振动．柱体振动对流体的影响用动网格法模拟，N-S方程采用时步分裂技术先求出中间速度场，再用多重网格法求解泊松方程得到压力场，最后... 通过数值求解二维不可压粘性流体的N-S方程，研究了方柱和圆柱在低雷诺数（Re＝90～130）下的涡致振动．柱体振动对流体的影响用动网格法模拟，N-S方程采用时步分裂技术先求出中间速度场，再用多重网格法求解泊松方程得到压力场，最后根据压力场对中间速度场进行修正．柱体的振动方程用Newmark-β法求解．通过计算柱体和流体的相互作用，成功地捕捉到了“锁定”和“拍”现象．计算结果与实验结果相当吻合，并和已有的用任意拉格朗日-欧拉公式有限元法计算的结果进行了比较． 展开更多

关键词 方柱 圆柱 涡致振动 动网格法 锁定 结构振动

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利用分区ALE算法数值模拟圆柱湍流涡致振动 被引量：2

13

作者 任安禄 王焕然 +1 位作者 邵雪明 邓见 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期544-548,共5页

用分区算法结合任意拉格朗日-欧拉法(ALE)数值模拟了圆柱湍流涡致振动。求解基于非交错网格系统,压力求解采用压力泊松方程提法,湍流模型采用标准k-ε模型和重整化群(RNG)k-ε模型。计算取中等雷诺数Re=5000、10000、15000、25000、5000... 用分区算法结合任意拉格朗日-欧拉法(ALE)数值模拟了圆柱湍流涡致振动。求解基于非交错网格系统,压力求解采用压力泊松方程提法,湍流模型采用标准k-ε模型和重整化群(RNG)k-ε模型。计算取中等雷诺数Re=5000、10000、15000、25000、50000等,质量系数M=10,阻尼系数ζ=0.00331,自振频率fn=0.18315、0.1628。计算结果表明:湍流涡致振动下圆柱时均阻力系数大于孤立圆柱绕流,而升力系数(振幅)值都小于孤立圆柱绕流。随着雷诺数增大,湍流粘性系数随之增大,但湍动能和湍流耗散率变化趋势不明显。对孤立圆柱绕流,研究结果与前人实验结果基本相符。 展开更多

关键词 湍流 涡致振动 ALE分块耦合法 圆柱绕流 单自由度振动

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湍流涡致振动频率特性 被引量：2

14

作者 任安禄 罗雄平 +1 位作者 王焕然 邵雪明 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期662-665,共4页

用数值模拟方法对固定圆柱湍流涡脱落频率与弹性圆柱湍流涡致振动频率特性进行了研究,湍流计算模型采用标准k-ε模型,压力泊松方程提法基于非交错网格系统。研究结果表明:固定圆柱湍流绕流涡脱落频率基本不随雷诺数而变,对于同一固有频... 用数值模拟方法对固定圆柱湍流涡脱落频率与弹性圆柱湍流涡致振动频率特性进行了研究,湍流计算模型采用标准k-ε模型,压力泊松方程提法基于非交错网格系统。研究结果表明:固定圆柱湍流绕流涡脱落频率基本不随雷诺数而变,对于同一固有频率弹性圆柱,涡振频率基本不随雷诺数而变;对于某一固定雷诺数流动涡振频率在一定范围内与系统固有频率有关。 展开更多

关键词 湍流 涡致振动 涡脱落 圆柱绕流 单自由度振动

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弹性管涡致振动的理论模型与数值模拟 被引量：1

15

作者 冯志鹏 臧峰刚 +2 位作者 张毅雄 余晓菲 叶献辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第5期581-588,共8页

针对弹性管的涡致振动问题,分别在双向流固耦合模拟得到的流体力系数以及尾流振子模型的基础上,采用Euler-Bernoulli梁模型模拟弹性管,得到了弹性管涡致振动的运动方程,提出两种预测弹性管涡致振动的理论模型.首先通过4阶Galerkin方法... 针对弹性管的涡致振动问题,分别在双向流固耦合模拟得到的流体力系数以及尾流振子模型的基础上,采用Euler-Bernoulli梁模型模拟弹性管,得到了弹性管涡致振动的运动方程,提出两种预测弹性管涡致振动的理论模型.首先通过4阶Galerkin方法离散系统的运动方程,采用由双向流固耦合数值模拟得出的流体力数据,预测了弹性管在横向流体作用下的振动响应;其次,引入尾流振子模型模拟弹性管与漩涡脱落间的耦合作用,并将预测结果与流固耦合模拟结果进行了对比分析.结果显示,采用谐和形式流体力的理论模型预测得到的结果偏小,而尾流振子模型能较好地模拟弹性管的涡致振动特性,预测结果比得上双向流固耦合得到的结果,说明尾流振子模型用于弹性管的漩涡脱落诱发振动是可行的和合理的. 展开更多

关键词 涡致振动 尾流振子模型 锁定 流固耦合

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下游圆柱涡致振动的升阻力特性及涡脱落模态分析 被引量：2

16

作者 陈文曲 任安禄 邓见 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1254-1259,共6页

采用分块耦合方法结合任意拉格朗日-欧拉法数值求解非定常二维不可压缩N-S方程和Poisson方程,分析了下游圆柱涡致振动的涡脱落模态以及升阻力特性.圆柱振荡频率比值为0.30～1.49.分析了各种模态之间相互转化的跃迁点、升力与振幅间相位... 采用分块耦合方法结合任意拉格朗日-欧拉法数值求解非定常二维不可压缩N-S方程和Poisson方程,分析了下游圆柱涡致振动的涡脱落模态以及升阻力特性.圆柱振荡频率比值为0.30～1.49.分析了各种模态之间相互转化的跃迁点、升力与振幅间相位和模态间转化的关系,以及初始涡量形成的差异与模态间转化的关系,研究了当涡脱落向下游移动时的演化和重组现象.研究发现,涡的横向和流向间距以及涡街的大小随频率比的变化而变化;存在3种典型的涡脱落模态, 即2P、2S 和 P+S模态,各种模态之间相互竞争从而促进了流体与结构间相互作用的发展. 展开更多

关键词 任意拉格朗日-欧拉方法 涡致振动 涡脱落模态

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有限流体域内不同位置处的柔性管涡致振动机理研究 被引量：2

17

作者 岳欠杯 董日志 刘巨保 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第3期277-289,共13页

针对有限流体域内柔性管的涡致振动问题,将柔性管离散为若干空间梁单元,流体域采用实体单元离散,建立了有限流体域内柔性管系统的流固耦合模型及数值计算方法,设计并加工圆柱流体域内柔性管振动专用实验装置,采用GWT-2B双轴加速度传感... 针对有限流体域内柔性管的涡致振动问题,将柔性管离散为若干空间梁单元,流体域采用实体单元离散,建立了有限流体域内柔性管系统的流固耦合模型及数值计算方法,设计并加工圆柱流体域内柔性管振动专用实验装置,采用GWT-2B双轴加速度传感器对柔性管的振动进行监测,并与数值模拟结果进行对比,吻合程度较好.基于该文的模型和方法,对圆柱流体域内不同位置处柔性管的涡致振动机理进行研究.结果表明,柔性管偏离入口流速位置的角度越大,越容易发生流体弹性不稳定性,柔性管的振动愈剧烈;而正对入口流速的位置,不易发生流体弹性不稳定性,柔性管振动减弱. 展开更多

关键词 涡致振动 柔性管 流固耦合 流体弹性不稳定性

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考虑桩土共同作用的桩基涡致振动 被引量：1

18

作者 黄挺 龚维明 戴国亮 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期252-256,共5页

针对目前跨海大桥兴建过程中频繁出现的涡致桩基破坏问题进行研究,给出一套考虑桩土作用的计算方法.认为动荷载作用下桩基础的承载能力取决于桩与周围土体之间的动力相互作用的结果,研究上部涡振荷载作用下桩基动力反应必须基于桩土共... 针对目前跨海大桥兴建过程中频繁出现的涡致桩基破坏问题进行研究,给出一套考虑桩土作用的计算方法.认为动荷载作用下桩基础的承载能力取决于桩与周围土体之间的动力相互作用的结果,研究上部涡振荷载作用下桩基动力反应必须基于桩土共同作用的原理.为了充分考虑桩土相互作用对单桩反应的影响,建立了桩土相互作用的模型,采用Novak动力地基理论,得到并求解桩土共同作用下的振动方程.针对多土层的实际情况,利用传递矩阵法的理论计算不同土层之间的荷载传递,计算得到桩基的柔度矩阵.根据涡致振动荷载的特点,重点考虑其中横向力部分的作用,研究其荷载分布.根据得到涡振输入荷载与考虑桩土共同作用的桩基柔度矩阵,给出了一套可行的理论计算方法. 展开更多

关键词 桩土作用 涡致振动 桩基础 动力反应

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内流对海底管线涡致振动与疲劳寿命的影响 被引量：2

19

作者 申仲翰 赵强 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1995年第3期1-8,共8页

在复杂的海洋环境条件下，管道的动力学特性受到内外部流体的作用而呈现出新的特点。本文通过对处在海底平稳流动作用下的悬跨管道的涡致振动进行分析，特别地考虑到管道内部流动的作用，给出了内流速度对管道响应幅度的影响，进而指出... 在复杂的海洋环境条件下，管道的动力学特性受到内外部流体的作用而呈现出新的特点。本文通过对处在海底平稳流动作用下的悬跨管道的涡致振动进行分析，特别地考虑到管道内部流动的作用，给出了内流速度对管道响应幅度的影响，进而指出其对管道疲劳的意义。 展开更多

关键词 海底输油管道 管道流动 涡致振动 结构动力响应 疲劳寿命

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基于协同仿真方法的U型橡胶结构涡致振动研究 被引量：3

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作者 熊小慧 唐明赞 +2 位作者 汪海燕 朱亮 李小白 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期82-90,共9页

利用软件STAR-CCM+和Abaqus对气动载荷作用下U型橡胶结构涡致振动现象进行流固耦合协同仿真分析,并设计风洞试验对数值计算方法进行验证。流体场采用三维非定常粘性不可压缩k-ω湍流模型,固体场采用动隐式线弹性模型,研究了不同空气流速... 利用软件STAR-CCM+和Abaqus对气动载荷作用下U型橡胶结构涡致振动现象进行流固耦合协同仿真分析,并设计风洞试验对数值计算方法进行验证。流体场采用三维非定常粘性不可压缩k-ω湍流模型,固体场采用动隐式线弹性模型,研究了不同空气流速对U型橡胶结构变形及振动的影响规律,分析了U型橡胶结构振动频率与旋涡脱离频率的相互关系。结果表明,U型橡胶结构受到气动载荷作用由静止产生弯曲变形,风速越大其结构产生的弯曲变形量越大,并且弯曲变形振动频率接近一阶固有频率。当结构受到的气动力、弹性力、惯性力趋于平衡,结构上空气旋涡脱离导致结构持续振动,风速较低时,旋涡脱离的能量不足以强迫U型橡胶结构的振动与涡脱频率相一致。随着风速的增大,U型橡胶结构的振动是由旋涡脱离导致的受迫振动。 展开更多

关键词 流固耦合 协同仿真 U型结构 涡致振动 高速列车

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