均匀来流并列排布柔性圆柱升力特性研究

摘要

柔性圆柱结构的流激振动是一种常见的流-固耦合现象,是引起结构疲劳损伤的重要因素.在来流作用下,柔性圆柱结构会受到横流向升力的作用.升力会引起结构在横流向的运动,是影响结构流激振动和疲劳损伤的重要参数之一.实际工程应用中,圆柱结构通常以多柱排布的形式出现,其中并列排布是一种重要的排布方式,圆柱间的尾流相互作用会对结构的水动力特性产生明显的影响.已有研究大多关注两根并列圆柱情形,对于两根以上柱群的研究明显不足.本研究设计了单圆柱和并列多圆柱流激振动的拖曳水池模型实验,获取了结构位移响应的实际测量数据.通过反解方法确定结构的升力系数,并进一步分析柔性圆柱的平均升力系数随约化速度的变化规律,以及升力系数在圆柱结构轴向的分布规律.通过对单圆柱,并列二/三/四圆柱的升力系数的对比研究,探寻升力系数在不同数目圆柱并列排布情形下的变化规律.