【摘 要】
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涡激振动对海洋和土木等工程有巨大危害,研究强迫振荡柱体尾流的控制有非常重要的应用价值。本文使用数值模拟和风洞实验对横向振荡柱体旋涡脱落进行研究,研究对象为直径D=2.5cm的圆柱,雷诺数Re=V∞D/ν=1200。主要工作:1、通过改变柱体的振幅（A/D=0.3～2.0）和振频（feD/V∞V=0～0.25）寻找典型的旋涡脱落模式;2、在尾迹中心线上下两侧对称放置两根相对宽度b/D=0.32的窄条
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涡激振动对海洋和土木等工程有巨大危害,研究强迫振荡柱体尾流的控制有非常重要的应用价值。本文使用数值模拟和风洞实验对横向振荡柱体旋涡脱落进行研究,研究对象为直径D=2.5cm的圆柱,雷诺数Re=V∞D/ν=1200。主要工作:1、通过改变柱体的振幅（A/D=0.3～2.0）和振频（feD/V∞V=0～0.25）寻找典型的旋涡脱落模式;2、在尾迹中心线上下两侧对称放置两根相对宽度b/D=0.32的窄条控制件来抑制旋涡脱落,改变窄条与柱体的横向距离X/D（0.4≤X/D≤4）和纵向距离Y/D（0.4≤Y/D≤4.4）,分析抑制效果。主要结果:1、在A/D=0.5,feD/V∞=0.143工况下找到了典型的2S旋涡脱落模式;2、在A/D=1.5,feD/V∞=0.2工况下找到了典型的P+S旋涡脱落模式。对比实验和仿真的结果,确保了实验和仿真的一致性。主要结论:1、双控制件对旋涡脱落强度的抑制:通过多点脉动速度的功率谱分析,给出了双控制件对P+S模式和2S模式的抑制效果图。实验:P+S模式和2S模式的旋涡脱落强度最高分别降低36%和30%;仿真:P+S模式和2S模式的旋涡脱落强度最高分别降低60%和50%。2、双控制件对旋涡脱落模式的改变:当双控制件的位置改变,P+S模式会转变成2P模式、T+S模式和T模式,给出了各个模式在控制件位置平面内的分布;当双控制件的位置改变,2S模式不会变成其他典型的旋涡脱落模式。
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