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作者：陈正寿;王帅;
单位：浙江海洋大学船舶与海运学院;
摘要：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。
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
基金资助：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）
