大倾角附螺旋列板倾斜圆柱涡激振动抑制分析

摘要

在室内拖曳水池中开展大长径比(L/D=350),小质量比(m*=1.90)和大倾角(a=45°)倾斜柔性圆柱涡激振动(VIV)抑制实验,观测螺旋列板对柔性圆柱VIV的抑制效果,并分析倾斜抑制圆柱涡激振动响应特性.选取海洋工程领域最优螺距/高度比组合(17.5D/0.25D).通过拖车拖动模拟均匀来流,拖车速度范围为0.05 m/s～1.0 m/s,间隔为0.05 m/s,对应的雷诺数约为Re=800～16000.采用应变传感器测量结构横流向与顺流向的振动信息,并根据模态法处理实验数据.实验结果表明:螺旋列板对大倾角倾斜柔性圆柱VIV响应幅值和结构应变抑制效果不理想;同时观测到倾斜抑制圆柱涡激振动存在多模态的振动特征;并发现不相关原则(IP)不适用于倾斜抑制圆柱的涡激振动.