圆柱遮蔽下D形截面柱体流致振动数值分析
投稿时间：2025-01-16  修订日期：2025-05-14
关键词:D形截面柱体  迎流角  流致振动  双自由度  能量转化
基金项目:教育部春晖计划合作科研项目(HZKY20220591-202200268),天津市研究生科研创新项目(2022SKY388)。
作者单位邮编
宋吉宁 天津城建大学 300384
杜谢天 天津城建大学 
刘宇航 天津城建大学 
杨伟超* 天津城建大学 
黄明汉 中交天津港湾工程研究院有限公司 
蒋学炼 天津城建大学 
鹿群 天津城建大学 
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摘要:
      利用流致振动进行海流能收集的VIVACE装置一直是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ω SST湍流模型和Newmark-β法,探究了圆柱遮蔽下D形截面柱体在圆柱遮蔽下的流致振动特性和能量转化效率,系统分析了单自由度和双自由度柱体在固定间距比情况下0~180°中3个迎流角下的流致振动的振动幅值、频率、平衡位置偏移量及能量转化效率.雷诺数范围368~14742,对应的约化速度为2~20,质量比为2.6。结果表明,在圆柱遮蔽下迎流角对D形截面柱体流致振动响应的影响比较明显.随着迎流角的改变,柱体的振幅不断增加,柱体依次进入涡激振动、涡激振动-驰振及完全驰振分支.迎流角的改变使柱体在顺流向上的对称性被破坏,柱体振动的平衡位置发生了变化。当迎流角为180°,约化速度为19时,柱体在高雷诺数下进入到完全驰振分支,此时能量转化效率达到最大值为18.7%。
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