Представлены результаты численных и экспериментальных исследований по изучению кинематики и динамики подковообразных вихревых систем, которые обусловлены взаимодействием набегающего потока с трехрядным свайным ростверком, установленным на плоскую жесткую поверхность. Разработаны алгоритмы расчетов, программное обеспечение и создан измерительный комплекс, система обработки и анализа данных. Результаты расчетов, визуальных и инструментальных измерений показали, что между сваями трехрядного ростверка возникают боковые течения, интенсивность которых наибольшая между первыми и вторыми и между предпоследними и последними боковыми сваями. Взаимодействие подковообразных вихревых систем, которые формируются вокруг свай и конструкции ростверка в целом, и следовых вихрей, генерируемых позади этих плохо обтекаемых тел, вызывает бифуркации в вихревом потоке и появление симметричных и асимметричных вихревых структур, которые конвектируют вниз по потоку в зазорах между сваями. Определены осредненные и пульсационные скорости вблизи обтекаемых свайных конструкций, масштабы и местоположение формирования и развития когерентных вихревых структур и их кинематические и динамические характеристики. Установлено, что крупномасштабная когерентная подковообразная вихревая система, формируемая вблизи второй боковой сваи трехрядного ростверка, имеет больший размер и частоту вращения, чем квазиустойчивая подковообразная вихревая система, существующая перед первой центральной сваей. Она имеет эквивалентный диаметр приблизительно 0.5d, частоту вращения 1.5 Гц или St=0.41 и окружную скорость близкую к 0.7U∞, а подковообразный вихрь перед первой центральной сваей имеет диаметр 0.3d, частоту вращения близкую к 1 Гц или St=0.27 и окружную скорость почти 0.56U∞.
展开▼
