表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应影响的数值研究

摘要

使用数值模拟方法,研究了表面粗糙度对近壁圆柱体涡激振动响应的影响,对不同粗糙度下近壁圆柱体的振动幅值、振动频率、锁定区间、升力系数、拖曳力系数、斯脱哈尔数以及振动轨迹等参数进行了对比分析.分析结果显示:基于近壁圆柱体振动幅值以及振动频率变化趋势,可以将整个折合速度区间依次划分为三个区间:初始分支、锁定区间以及解锁区间.随着粗糙度的上升,近壁圆柱体横向振幅最大值呈上升趋势,锁定区间宽度逐渐变窄,拖曳力系数均值呈下降趋势.锁定区间里,较大的横向振幅使得壁面效应大幅增加,进一步导致升力系数均值明显大于0.