不同排列方式下双圆柱体双自由度涡激振动试验研究

摘要

圆柱体涡激振动一直来都是研究中所关注的重点问题，近些年来双圆柱体的涡激振动越来越成为研究中的热点问题，与单圆柱涡激振动相比，双圆柱体涡激振动特性往往表现出很大的不同性，且双圆柱体的振动特性更加复杂。
　　 本文设计了一种双圆柱体双自由度涡激振动试验装置，每个试验的圆柱体都可以在升力和阻力方向上自由振动，然后制定不同排列方式下双圆柱体涡激振动试验方案，系统地对串列排列、并列排列和交错排列的双圆柱体开展试验研究，得到了一些有别于单圆柱体和固定不动双圆柱体或双圆柱体单自由度涡激振动的变化规律。
　　 本文重点分析了双圆柱体双自由度涡激振动的幅值变化规律，试验中发现对于串列排列的双圆柱体，在一定的间距比下，上游圆柱体的振动特性都表现出一种明显的涡激振动(VIV)现象；而下游圆柱体的振幅变化规律完全不同于单圆柱体的VIV振动响应，表现出一种新的响应形式，即尾流驰振(WIV)现象，在该振动响应时，下游圆柱体的振动幅值随着约化速度的增大而逐渐增大。
　　 对于并列排列的双圆柱体，在一定的间距比下，左右两个圆柱体的振动响应形式与单圆柱体以及串列排列的双圆柱体都有很大的不同，左右两个圆柱体振动幅值变化呈现出“双峰”现象。
　　 对于交错排列的双圆柱体，在不同的间距比下，两个圆柱体的涡激振动特性与串列排列以及并列排列的双圆柱体都表现出很大的差异性，本次试验中发现在不同的间距比条件下，圆柱体有四种不同的振动形式。
　　 本文的试验研究对理解双圆柱体双自由度涡激振动特性有着一定的意义。