亚临界雷诺数下弹性支承开缝圆柱的流动特性
流体动力学
2022-01-19 v1
摘要
本文对雷诺数为 500 的带轴对称缝隙的二维圆柱绕流涡激振动(VIV)进行了数值研究。该研究考察了缝隙形状(即收敛缝、扩张缝和平行缝)、缝隙面积比、缝宽及其与来流速度的夹角对气动力、振动响应及相关流动特性的影响。结果表明,增设缝隙通过向主流补充额外流量而有助于抑制 VIV。其使圆柱下游尾流得以稳定并实现压力恢复,并导致圆柱上升力减小。此外,不同缝隙形状对应不同的脱落模式。流场的本征正交分解(POD)表明,在三种缝隙中,平行缝通过将能量分散到大量模态,极大地改变了圆柱后方的流动;而其它缝隙(收敛缝与扩张缝)的大部分能量集中于少数几个模态。进一步,增大(平行缝)缝角相对于来流的方向,在缝角达到某一特定值之前会提高缝隙有效性,超过该值后则开始对 VIV 抑制产生不利影响。本文还从抑制 VIV 的角度报道了缝宽影响的观测结果。
引用
@article{arxiv.2201.05968,
title = {Flow Characteristics of Elastically Mounted Slit Cylinder at Sub-critical Reynolds Number},
author = {Mayank Verma and Alok Mishra and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05968},
year = {2022}
}