上游圓柱固定條件下串列三圓柱渦激振動(dòng)響應(yīng)和尾流特性

摘要：應(yīng)用基于嵌入式迭代浸入邊界法對(duì)雷諾數(shù)Re=100下串列三圓柱渦激振動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,其中上游圓柱固定不動(dòng),中游和下游圓柱僅作橫向振動(dòng)。三圓柱間距相同,間距比L~*= 1.2、2.0和5.0,折合流速U_r=3.0-25.0,質(zhì)量比m~*=2.0。研究發(fā)現(xiàn),各間距比下,串列三圓柱存在強(qiáng)烈的相互作用,中游和下游圓柱的振幅明顯大于單圓柱渦激振動(dòng)的情況。隨著L~*的增大,圓柱振幅整體上減小,除個(gè)別工況外,下游圓柱的振幅均大于中游圓柱的情況。當(dāng)間距比較小(L~*=1.2、2.0)時(shí),St數(shù)隨折合流速的增加而緩慢減小;當(dāng)間距比較大(L~*=5.0)時(shí),St數(shù)幾乎不再隨折合流速變化,固定在St=0.15上。對(duì)尾流的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)振幅較小時(shí),上游圓柱的剪切層將三圓柱包裹在一起,尾流與繞流時(shí)相似,表現(xiàn)為經(jīng)典的卡門渦街;當(dāng)振幅較大時(shí),上游圓柱的旋渦/剪切層撞擊/重附著于下游圓柱上,圓柱之間存在強(qiáng)烈的相互作用,尾流表現(xiàn)為并排的兩列旋渦。