| 三维弹性管的涡致振动特性分析 |
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| 引用本文： | 冯志鹏,张毅雄,臧峰刚,叶献辉.三维弹性管的涡致振动特性分析[J].应用数学和力学,2013(9):976-985. |
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| 作者姓名： | 冯志鹏 张毅雄 臧峰刚 叶献辉 |
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| 作者单位： | 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家重点实验室 |
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| 摘 要： | 采用有限体积法联合大涡模拟方法求解三维湍流流场,采用有限元法离散弹性管结构,对Re=1.35×104的湍流流动作用下三维弹性管的涡致振动进行了数值模拟,结构的动力学响应用Newmark算法来求解,管的运动采用基于扩散光顺方法的动网格模型来实现.利用建立的数值模型,分析了升力系数、阻力系数、位移、涡脱频率、相位差随频率比的变化特征,成功扑捉到锁定、相位开关,并联合运动轨迹、相图及Poincaré截面映射,研究了升力系数与横向位移的极限环与分叉等非线性特性.研究结果表明,在阻力系数的最小值处,横向振幅达到最大值,同时,横向响应的"锁定"也始于阻力系数最小值处;在"锁定"范围内,横向振幅随着频率比的增大而逐渐减小;在升力系数的最小值处,升力系数与位移间的相位由反相变为同相;在均匀湍流流动作用下,三维弹性管的升力与横向位移并未出现周期解的分叉.
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| 关 键 词： | 涡致振动 极限环 大涡模拟 计算流体力学 有限元法 |
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