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作者:耿辛格;吴卫国;陈威;刘恺;唐国强;林永水;赵翠娜;
单位:武汉理工大学理学院;武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心;武汉理工大学船海与能源动力工程学院;中国船舶科学研究中心;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室;中国舰船研究设计中心;
摘要:基于切片理论,本文结合计算流体动力学(CFD)和有限元法,建立了三维旋转细长体结构流致振动时域模型,开展了水流、旋转作用下的流致振动特性研究。在水流作用下,无旋转细长体结构的轨迹主要为“8”形。在流动和旋转的联合作用下,运动方向与旋转细长体的旋转方向相反,即为“反向涡动”。在流速为0.46 m/s时,振动受流动和旋转的共同影响,随着旋转频率的增加,旋转细长体的轨迹从“8”形逐渐过渡到圆形。在流速为1.02 m/s时,频率接近理论固有频率,振动主要以涡激振动(VIV)为主,涡动行为被完全抑制。在细长体的固有频率附近存在频率锁定区间,在锁定区间内细长体的横向振动相对振幅随流速的增加而增加,频率比保持不变。
关键词:切片理论;;脱涡模式;;旋转频率;;振动特性
基金资助:国家重点研发计划项目(2022YFB4300801);; 国家自然科学基金资助项目(52201334);; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开放基金项目(LP2203)