导读:本文包含了涡致振动论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:雷诺,模型,质量比,不稳定性,隔板,柔性,流体。
涡致振动论文文献综述
汤兆烈,周本谋[1]（2019）在《有攻角方柱涡致振动的数值研究》一文中研究指出使用谱元法对弹性支承的有攻角方柱涡致振动进行了数值计算,分析了系统弹性刚度与质量比对振动响应的影响。数值计算得到了实验中发现的"高分支"。研究了质量比的影响,发现质量比对高分支的范围影响很大。对物体位移以及升力系数随时间变化曲线进行快速傅里叶变换,得到它们的频率组成。将质量比、系统刚度、以及不同主要频率成分组成一系列有效刚度。通过计算一系列不同系统刚度及质量比发现高分支大致分布在第一有效刚度大于零且第二有效刚度小于零的区域内。同时存在着一个临界质量,大于该质量,高分支消失。另外,还发现了高分支的基本频率可以是1/2St,1/3St,1/4St。(本文来源于《振动与冲击》期刊2019年22期）
吕振,刘芙群,张伟伟,李新涛,第五强强[2]（2018）在《低质量比圆柱涡致振动风洞实验研究》一文中研究指出以低质量比圆柱为研究对象展开涡致振动风洞实验,研究其涡致振动中最大位移响应分支转换特性。实验中针对传统涡致振动风洞实验中质量比难以降低的问题,提出了弹簧-张力线式支撑方式,将模型的等效质量比由1×102的量级降至20.4。实验中测量了不同状态下圆柱的位移时域响应,发现高雷诺数圆柱涡致振动的最大结构位移响应呈现出初始分支和低幅分支,且在一定的风速范围下会随机切换。在此风速范围内,当初始分支向低幅分支转换时,相角变化相对位移变化的超前量比低幅分支向初始分支转换时大4个振动周期左右。以上结果表明:低质量比圆柱涡致振动最大位移响应存在两分支的转换区,在转换区内,同时存在两个亚稳定的最大位移响应分支,且低幅分支稳定性较高。(本文来源于《空气动力学学报》期刊2018年06期）
许伟[3]（2018）在《抑制钝体尾流与涡致振动的动波壁流动控制方法研究》一文中研究指出圆柱或矩形柱等钝体结构或构件是实际工程中常见的结构形式,处于风和水流中的钝体绕流是涉及流动分离、再附和旋涡脱落等特性的经典流体力学问题。钝体绕流及旋涡脱落诱发的流体动力荷载和结构振动,常见于许多实际工程中并成为导致结构失稳或疲劳破坏的主要因素。因此,消除钝体绕流的振荡尾流,进而抑制钝体的涡致振动具有重要的科学意义和工程应用前景。本文采用基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)的数值模拟方法,研究方柱和圆柱等典型钝体的绕流尾流和涡致振动特性,进而研究动波壁(Dynamic Wave Wall,DWW)流动控制方法对方柱和圆柱的尾流与涡致振动抑制效果,并揭示该流动控制方法的物理机理。本文主要开展了以下几个方面的研究工作:(1)基于CFD通用商业软件平台Fluent,完成了不同长宽比截面矩形柱的绕流特性,得到气动力和尾流涡脱模式随长宽比的变化;并完成了方柱与风场间的双向流固耦合模拟,分析了不同质量比和折合阻尼参数下方柱发生涡致振动的气动力和振动响应特性,揭示方柱振动响应与尾流涡脱模式的相互关系。(2)以方柱为研究对象,通过CFD数值模拟方法在方柱表面生成运动的行波,重点研究动波壁的波速、波幅和波数等关键控制参数对方柱气动力和尾流涡脱模式的控制效果。通过与标准方柱绕流结果对比,得到对方柱尾流控制效果较好的动波壁控制参数。(3)采用动波壁方法对固定圆柱绕流的尾迹抑制效果进行研究,重点研究动波壁的关键控制参数对尾流控制效果的影响,完成了从固定圆柱绕流到动波壁控制整个过程的模拟,从各阶段气动力和涡脱特性揭示该方法对圆柱绕流尾流的抑制效果。(4)研究动波壁方法对弹性支撑圆柱涡致振动响应的抑制效果,分析无控圆柱的涡致振动特性和有控动波壁圆柱顺风向和横风向的振动响应特性,完成从圆柱绕流到涡致振动、再到动波壁控制全过程的数值模拟,着重分析各阶段圆柱的气动力、振动响应和尾流涡脱模式的演变规律。(5)以圆柱绕流尾流和涡致振动的动波壁流动控制结果为基础,通过圆柱柔性壁面上的边界涡量流的演变规律、边界涡量的变化规律、相对流场和3D动波壁圆柱尾流的展向空间相关性等揭示方法的控制机理。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-11-27）
李莉,葛占岭,安然然,张昌宇,陈兆一[4]（2017）在《一种涡致振动压电发电结构的仿真与实验分析》一文中研究指出提出了一种新型的压电发电装置,将双压电片悬臂梁沿轴向放入柔性轻质圆管内部,圆管立于流体内,轴向与来流方向垂直,圆筒内悬臂梁平面与来流方向平行。该结构可利用流体绕流圆管时产生的涡致振动驱动圆管在垂直于来流方向产生有规律的弯曲振动,从而带动压电悬臂梁产生周期性振动,进而产生电压。首先进行数学建模分析,得到了振动响应曲线。通过在ADINA中对该结构的流固双向耦合仿真分析得到了涡致振动导致的悬臂梁位移变化曲线,其与数学分析得到的振动响应曲线基本一致。然后利用ANSYS将得到的悬臂梁最大位移(1.1×10-4 m)作为初始条件,进行了压电耦合仿真,得到了压电片上的电压分布曲线,其中最大电压为2.431 V。在此基础上采用Multisim软件进行了能量收集电路仿真,得到了能量转换效率为37.92%。最后进行实验测试,得到了发电结构的输出电压曲线,实测值与仿真结果比较接近。(本文来源于《通信电源技术》期刊2017年06期）
张伟伟,李新涛,刘溢浪,叶正寅,蒋跃文[5]（2016）在《圆柱涡致振动中锁频现象的机理研究》一文中研究指出涡致振动中,当弹性结构的固有频率接近涡脱落频率时,旋涡脱落频率锁定在结构振动频率上,并靠近结构固有频率,这种奇特现象被称为锁频。很多研究者将这种反常现象的根源归结为共振和非线性的流固耦合效应,而本文运用线性动力学模型,结合流固耦合数值模拟,对锁频现象的产生机理进行了分析。本文首先基于DNS(Direct Numerical Simulation)方法,采用现代系统辨识手段,建立了绕振荡圆柱的非定常气动力降阶模型(Reducedorder model,ROM)。然后耦合结构运动方程和降阶气动力模型,建立了绕圆柱涡致振动的流固耦合动力学模型。该模型是一个动态线性模型,可通过特征分析方法获得系统的动力学特征。研究首先通过典型算例验证了方法的正确性和精度。而后,针对Re=60状态下的弹性支撑圆柱的涡致振动问题,研究了结构固有频率、质量比和结构阻尼等参数对流固耦合系统动力学特性的影响规律。研究表明,低Re下涡致振动锁频现象根据诱发机理可分为共振型锁频和耦合颤振型锁频两种模式:(1)当结构固有频率在流动线性特征频率(略小于周期性的非线性涡脱频率)附近时,流动模态和结构模态耦合效应较强,锁频现象与共振密切相关;(2)当结构固有频率高于流动线性特征频率时,结构模态和流动模态耦合导致的结构模态失稳(颤振)是促发锁频的根本原因,支撑了文献[23]的观点。线性特征分析方法预测的锁频边界与直接CFD/CSD数值仿真结果一致,并准确预报了两种锁频模式的转换边界(频率)以及退出锁频的边界(频率),进一步证明锁频现象本质上是由于线性动力学特征所主导的。(本文来源于《2016海峡两岸流体力学研讨会论文摘要集》期刊2016-09-04）
岳欠杯,董日志,刘巨保[6]（2016）在《有限流体域内不同位置处的柔性管涡致振动机理研究》一文中研究指出针对有限流体域内柔性管的涡致振动问题,将柔性管离散为若干空间梁单元,流体域采用实体单元离散,建立了有限流体域内柔性管系统的流固耦合模型及数值计算方法,设计并加工圆柱流体域内柔性管振动专用实验装置,采用GWT-2B双轴加速度传感器对柔性管的振动进行监测,并与数值模拟结果进行对比,吻合程度较好.基于该文的模型和方法,对圆柱流体域内不同位置处柔性管的涡致振动机理进行研究.结果表明,柔性管偏离入口流速位置的角度越大,越容易发生流体弹性不稳定性,柔性管的振动愈剧烈;而正对入口流速的位置,不易发生流体弹性不稳定性,柔性管振动减弱.(本文来源于《应用数学和力学》期刊2016年03期）
卞正宁,罗建辉[7]（2015）在《高雷诺数下高质量比圆柱涡致振动的数值模拟》一文中研究指出圆柱的涡致振动一直是研究者们关注的问题,但是以往的研究大多雷诺数不高,或者质量比较低。该文以高质量比圆柱为研究对象,采用质量-弹簧-阻尼系统,基于SST湍流模型,对结构在高雷诺数下发生涡致振动的过程进行了数值模拟和分析。通过流固耦合数值计算,模拟了圆柱涡致振动的高幅分支试验现象,计算所得的最大振幅比随速度比的变化曲线与试验吻合较好。研究结果验证了流固耦合计算方法的正确性,表明SST模型适合于由强逆压梯度引起的边界层分离流动问题。数值模拟显示在高雷诺数下,高质量比的圆柱涡致振动会出现高幅分支。该文的数值分析方法可以为高雷诺数下结构涡致振动问题的研究提供参考。(本文来源于《工程力学》期刊2015年06期）
冯志鹏,臧峰刚,张毅雄,叶献辉[8]（2014）在《预测传热管涡致振动的改进尾流振子模型》一文中研究指出针对传热管的漩涡脱落诱发振动问题,在经典尾流振子模型的基础上,提出一种用于预测传热管涡致振动的改进尾流振子模型。计算结果与实验结果的对比显示,该模型能较好地模拟传热管涡致振动的重要特性。首先,通过研究发现,采用联合的位移耦合和加速度耦合模式,能较好地模拟柱体振动与漩涡脱落间的相互作用;其次,经典尾流振子模型中定义的经验参数为定常数,但通过分析发现,其经验参数应根据具体的结构参数来确定;最后,对改进的尾流振子模型所预测的结果与通过流固耦合数值模型计算得到的结果进行了对比分析,结果显示改进的尾流振子模型的结果与双向流固耦合模拟得到的结果吻合较好,说明尾流振子模型用于传热管的漩涡脱落诱发振动是可行的、合理的。(本文来源于《核动力工程》期刊2014年05期）
冯志鹏,臧峰刚,张毅雄,余晓菲,叶献辉[9]（2014）在《弹性管涡致振动的理论模型与数值模拟》一文中研究指出针对弹性管的涡致振动问题,分别在双向流固耦合模拟得到的流体力系数以及尾流振子模型的基础上,采用Euler-Bernoulli梁模型模拟弹性管,得到了弹性管涡致振动的运动方程,提出两种预测弹性管涡致振动的理论模型.首先通过4阶Galerkin方法离散系统的运动方程,采用由双向流固耦合数值模拟得出的流体力数据,预测了弹性管在横向流体作用下的振动响应;其次,引入尾流振子模型模拟弹性管与漩涡脱落间的耦合作用,并将预测结果与流固耦合模拟结果进行了对比分析.结果显示,采用谐和形式流体力的理论模型预测得到的结果偏小,而尾流振子模型能较好地模拟弹性管的涡致振动特性,预测结果比得上双向流固耦合得到的结果,说明尾流振子模型用于弹性管的漩涡脱落诱发振动是可行的和合理的.(本文来源于《应用数学和力学》期刊2014年05期）
李金生[10]（2014）在《低雷诺数下方柱—分隔板涡致振动数值研究》一文中研究指出钝体绕流在自然界中是一种非常普遍的现象，涉及流动分离、旋涡脱落及振动等诸多问题，尾迹流场极为复杂，蕴涵着十分复杂的物理机理。脱涡过程在钝体两侧交替发生，使得钝体四周应力产生周期性的波动，进而使钝体受到周期性的作用力，如果钝体允许发现弹性应变或为弹性支撑，钝体会产生振动，钝体的振动进一步影响尾迹脱涡模式，这种流体与结构之间相互作用称为涡致振动(Vortex Induced Vibration，VIV)。涡致振动对结构体的稳定性和安全性会产生重大影响，因此研究如何防止结构发生强烈的涡振来提高结构体的安全性能具有较强的实际意义。另一方面，近年来利用钝体涡致振动进行能量收集在新能源领域中也被广泛关注。因此对钝体绕流及涡致振动的机理研究具有十分重要的意义。在涡致振动被动控制技术中，安装于钝体底部顺主流方向上的分隔板是改变旋涡脱落和尾迹特性的最有效的装置。本文采用数值模拟的方法，对低雷诺数下方柱及方柱-分隔板绕流特性进行研究，柱体弹性支撑，运动方向垂直于来流方向，揭示低雷诺数下方柱涡致振动特性及其尾流特征，探索方柱VIV的锁振和驰振产生的机理，并详细讨论产生和影响这些现象的参数，包括方柱的阻力系数和升力系数、振动频率比和无量纲脱涡频率、振幅及其幅值谱图、“拍”和“相位开关”以及尾迹中旋涡的脱落模式等，更进一步研究了在驰振阶段时，分隔板对方柱涡致振动的影响。通过分隔板被动控制，得到分隔板对方柱涡致振动的影响规律。本文得到以下结论。首先，针对横向振动的方柱系统进行数值计算，在60≤Re≤250范围内，可以清晰地观察到方柱涡致振动的无量纲脱涡频率曲线出现几个不同的阶段，分别是VIV初支、锁振区、过渡分支和驰振区。当方柱振动位于锁振和驰振区时，涡致振动换能系统具有最优能量收集效率。振动频率比接近1时，振幅愈大；最大位移幅值并不是出现在f*=1处，而是出现在靠近频率锁定段的左端，发生“失谐”现象。在振动频率比f*≈1时，升力系数Cl达到最小，此位置为“相位开关”。在驰振阶段，方柱位移和升力系数时程曲线出现了“拍”现象。方柱涡致振动在初支、锁振区和过渡分支，尾流脱涡形态为典型的2S模式。在170≤Re≤231（11.81≤U*≤16.05）时，方柱涡致振动处于驰振阶段，尾涡形态仍为2S模式。而当驰振充分发展时，即Re=232，即方柱振动振幅达到最大值时，尾涡形态由2S模式转为P+S模式。其次，在驰振范围内，针对横向振动的方柱-分隔板系统进行数值研究，讨论了方柱和分隔板的受力、振幅、脱涡频率、位移和升力相位差及自由剪切层的变化趋势。结果表明在分隔板对方柱的尾流结构产生明显影响，抑制尾流区剪切层之间的相互作用；随着分隔板的长度L变化(L=0D～7D)，流动特性呈现出叁个不同阶段。在流动第一阶段，方柱-分隔板系统的振幅和振动频率都很高，有利于涡致振动的能量收集。在第二阶段初始部分，即1.5≤L/D≤4.1，振幅虽大于方柱驰振时的振幅，但振动频率较低，既不利于能量收集，也不利于被动控制。在第二阶段后部分，即4.1≤L/D≤5.7，振幅逐渐低于方柱驰振时的振幅，同时振动频率较低，有利于被动控制。第叁阶段，方柱-分隔板的振动频率虽然很高，但仍低于固定绕流，有利于被动控制。(本文来源于《重庆大学》期刊2014-05-01）
涡致振动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以低质量比圆柱为研究对象展开涡致振动风洞实验,研究其涡致振动中最大位移响应分支转换特性。实验中针对传统涡致振动风洞实验中质量比难以降低的问题,提出了弹簧-张力线式支撑方式,将模型的等效质量比由1×102的量级降至20.4。实验中测量了不同状态下圆柱的位移时域响应,发现高雷诺数圆柱涡致振动的最大结构位移响应呈现出初始分支和低幅分支,且在一定的风速范围下会随机切换。在此风速范围内,当初始分支向低幅分支转换时,相角变化相对位移变化的超前量比低幅分支向初始分支转换时大4个振动周期左右。以上结果表明:低质量比圆柱涡致振动最大位移响应存在两分支的转换区,在转换区内,同时存在两个亚稳定的最大位移响应分支,且低幅分支稳定性较高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
涡致振动论文参考文献
[1].汤兆烈,周本谋.有攻角方柱涡致振动的数值研究[J].振动与冲击.2019
[2].吕振,刘芙群,张伟伟,李新涛,第五强强.低质量比圆柱涡致振动风洞实验研究[J].空气动力学学报.2018
[3].许伟.抑制钝体尾流与涡致振动的动波壁流动控制方法研究[D].华南理工大学.2018
[4].李莉,葛占岭,安然然,张昌宇,陈兆一.一种涡致振动压电发电结构的仿真与实验分析[J].通信电源技术.2017
[5].张伟伟,李新涛,刘溢浪,叶正寅,蒋跃文.圆柱涡致振动中锁频现象的机理研究[C].2016海峡两岸流体力学研讨会论文摘要集.2016
[6].岳欠杯,董日志,刘巨保.有限流体域内不同位置处的柔性管涡致振动机理研究[J].应用数学和力学.2016
[7].卞正宁,罗建辉.高雷诺数下高质量比圆柱涡致振动的数值模拟[J].工程力学.2015
[8].冯志鹏,臧峰刚,张毅雄,叶献辉.预测传热管涡致振动的改进尾流振子模型[J].核动力工程.2014
[9].冯志鹏,臧峰刚,张毅雄,余晓菲,叶献辉.弹性管涡致振动的理论模型与数值模拟[J].应用数学和力学.2014
[10].李金生.低雷诺数下方柱—分隔板涡致振动数值研究[D].重庆大学.2014
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