涡激旋转下方柱小幅振荡模态的自由流线-边界层理论模型
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国家自然科学基金项目(52105083,11772032),航空科学基金(2020Z006051003)资助项目


Free Streamline-boundary Layer Model for Small-amplitude Oscillation Regime of Square Cylinder Under Vortex-induced Rotation
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    摘要:

    针对刚体在流体中涡激旋转的数值结果表明,方柱在低雷诺数涡激旋转中有六种模态.本文针对其中的小幅振荡模态,通过综合无黏绕流情况下的自由流线理论与有黏平板的边界层理论,提出了一种理论模型;通过与浸没边界法所得数值结果的对比,验证了该理论模型的有效性;并分析了小幅振荡模态的主要驱动力,解释了出现周期性振荡的原因.

    Abstract:

    Numerical studies about the vortex-induced rotation (VIR) show that 6 regimes exist for square cylinder under VIR at small Reynolds numbers. Focusing on the small-amplitude oscillation regime, the paper proposes an analytical model of this regime by considering both the free streamline theory of inviscid flow around body and the boundary layer theory of viscous flow over a flat. The validity of this model is proved by comparing with numerical results using immersed boundary method. This paper also analyses the main driving force of small-amplitude oscillation and explains the reason of periodical oscillation.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

罗宸晟,牟瑞勇,黄行蓉,黄伟希,方乐.涡激旋转下方柱小幅振荡模态的自由流线-边界层理论模型[J].动力学与控制学报,2023,21(6):55~65; . Free Streamline-boundary Layer Model for Small-amplitude Oscillation Regime of Square Cylinder Under Vortex-induced Rotation[J]. Journal of Dynamics and Control,2023,21(6):55-65.

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  • 收稿日期:2023-04-15
  • 最后修改日期:2023-06-03
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  • 在线发布日期: 2023-07-04
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