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亚临界雷诺数下低质量比两自由度圆柱涡激振动的大涡模拟。 (英语) Zbl 1410.76111号

摘要:采用大涡模拟的方法研究了亚临界雷诺数(Re)=3900,5300,11000)下低质量比(m ^ ast=2.6)的二自由度圆柱的涡激振动现象。实现了一种低耗散的空间和时间离散化有限元格式,并将其与壁面自适应局部粘性(WALE)次脊尺度模型相结合,求解过滤后的不可压缩流动方程。考虑了范围(3\leqsleat U ^\ast\leqbleat 12)内的几个减速速度值。数值结果与现有的实验和数值数据进行了广泛的比较。特别令人感兴趣的是最大横流振幅区域,即超上分支,与实验结果相比,先前的高保真度数值模拟低估了峰值振幅。还显示和描述了上下分支之间的转换。数值模拟成功地再现了三分支响应最大振幅和相关的涡旋形成模式。对于所研究的三个不同的雷诺数值,观察到2T旋涡形成模式,即每个振荡周期中出现两个三重旋涡。这些结果与以前工作中的说法相矛盾[S.Gsell公司等人,“在\(\text{Re}=3900 \)时圆柱的两自由度涡激振动”,《流体结构杂志》。67, 156–172 (2016;doi:10.1016/j.jfluidstructs.2016.09.004)]上分支中的涡旋形成模式与雷诺数有关。观察到节拍出现在从超上分支到下分支的过渡之前。有人认为,它们可能与每半个周期柱肩处第三个涡旋脱落的连贯性和强度有关,在向下分支的过渡过程中,第三个漩涡最终被抑制。

MSC公司:

76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
76D17号 粘性涡流

软件:

阿利亚
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