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题名内外流耦合作用下弹性管多模态振动响应研究
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作者
陈正寿
王帅
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机构
浙江海洋大学船舶与海运学院
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出处
《船舶力学》
北大核心
2025年第2期219-231,共13页
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基金
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E090003)
国家自然科学基金资助项目(41776105)。
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文摘
本文对考虑内、外部流动的弹性管涡激振动(VIV)开展数值研究,分析不同外部剪切流速、内流速度和内部流体密度作用下弹性管的多模态耦合振动响应。首先,对所采用的数值方法进行网格依赖性研究和流-固耦合(FSI)可靠性验证;随后基于提出的耦合关联分析方法,结合3D位置-频率-能量(PFE)谱分析方法,阐述弹性管振幅波峰和波谷的空间多模态竞争特性。结果表明,内流流速和密度的增加均会放大弹性管的顺流向平均偏移,但内流的参与通常并不能有效改变其主振模态。此外,在弹性管的振幅波峰位置处通常表现为高阶主频响应,其振动轨迹具有明显的“8”字形特征;而弹性管振幅波谷位置处一般显现为低阶次频响应,多模态竞争现象显著,其振动轨迹相对混乱。
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关键词
涡激振动
流-固-流耦合
位置-频率-能量(PFE)
空间多模态竞争
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Keywords
vortex-induced vibration
fluid-structure-fluid coupling
position-frequency-energy(PFE)
spatial multi-mode competition
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分类号
TV131.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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