安托万·布兰查德;劳伦斯·A·伯格曼。;亚历山大·瓦卡基斯。 湍流中具有内部旋转非线性能量阱的线性弹簧圆柱的涡激振动。 （英语） Zbl 1430.76236号 非线性动力学。 99，第1号，593-609（2020）. 小结：我们计算研究了一个三维线性弹簧圆柱绕流的流动，该圆柱承受横向自由流的涡激振动（VIV），并配备有内部耗散旋转非线性能量汇（NES）。旋转NES由允许绕圆柱轴以恒定半径旋转的线质量组成，并具有线性阻尼旋转运动。我们考虑雷诺数的值（Re=10000），基于圆柱体直径和自由流速度），在该值下，流经无NES的线性弹簧圆柱体的流体是三维且完全湍流的。对于这个值，我们表明旋转NES能够被动地利用圆柱体直线运动产生的大量动能，从而显著抑制圆柱体振荡，并将阻力降低近两倍。本文的结果具有实际意义，因为它们证明了在高雷诺数钝体流中抑制VIV和减阻的新型被动机制，并为设计非线性能量汇以提高VIV诱导海流发电性能奠定了基础。 引用于三文件 MSC公司： 76层20 湍流的动力系统方法 76B47码 不可压缩无粘流体的涡旋流动 76层70 湍流控制 关键词：涡激振动;非线性能量汇;能量收集;湍流涡旋脱落 软件：耐克5000 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.Blanchard}等人，《非线性动力学》。99，第1号，593--609（2020；Zbl 1430.76236） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] 威廉姆森，Chk；Govardhan，R.，《涡激振动》，年。流体力学版次。，36, 413-455 (2004) ·Zbl 1125.74323号 [2] 帕杜西斯，Mp；价格，Sj；De Langre，E.，《流体-结构相互作用：横向流诱导不稳定性》（2010），剑桥：剑桥大学出版社，剑桥 [3] Jc欧文；比尔曼，普华永道；Szewczyk，Aa，带减阻的VIV被动控制，J.流体结构。，15, 597-605 (2001) [4] Bernitsas，M.M.，Raghavan，K.：通过在（8乘以10^3<Re<1.5乘以10^5）下的粗糙度分布降低/抑制圆柱的VIV。摘自：ASME 2008年第27届海上机械和北极工程国际会议，第1001-1005页（2008） [5] 阿西，格雷斯；比尔曼，普华永道；Kitney，N。；Tognarelli，Ma，《带自由旋转控制板的串联圆柱尾流诱发振动的抑制》，《流体结构杂志》。，26, 1045-1057 (2010) [6] 伯尼察，Mm；Raghavan，K。；Ben-Simon，Y。；Garcia，Em，VIVACE（涡激振动水生清洁能源）：从流体流动中产生清洁和可再生能源的新概念，J.海洋机械。弧。工程，130，041101（2008） [7] 伯尼察，Mm；Ben-Simon，Y。；拉加万，K。；Garcia，Em，《VIVACE转换器：高阻尼和雷诺数约为（10^5）时的模型试验》，J.Offshore Mech。弧。工程，131011102（2009） [8] Barrero-Gil，A。；Pindado，S。；Avila，S.，从涡激振动中提取能量：参数研究，应用。数学。型号1。，36, 3153-3160 (2012) [9] 灌浆工，C。；米其林，S。；布尔盖，R。；Modarres-Sadeghi，Y。；De Langre，E.，《关于利用电缆涡激振动收集能量的效率》，J.Fluids Struct。，49/427-440（2014） [10] Ng，千瓦；Lam，Wh；Ng，Kc，2002-2012:水平轴海流涡轮机10年研究进展，能源，61497-1526（2013） [11] 瓦卡基斯，阿富汗；Ov Gendelman；路易斯安那州伯格曼；麦克法兰，Dm；克申，G。；Lee，Ys，机械和结构系统中的非线性目标能量传递（2008），纽约：Springer，纽约·Zbl 1170.70001号 [12] Ov Gendelman；瓦卡基斯，阿富汗；加利福尼亚州伯格曼；Mcfarland，Dm，亚音速流中刚性机翼气动弹性不稳定性被动非线性抑制的渐近分析，SIAM J.Appl。数学。，70, 1655-1677 (2010) ·Zbl 1402.76064号 [13] Nucera，F。；伊阿科诺，Fl；麦克法兰，Dm；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，《宽频带非线性目标能量传输在剪力框架减震中的应用：实验结果》，J.Sound Vib。，313, 57-76 (2008) [14] Wierschem，N.E.，Luo，J.，Hubbard，S.，Fahnestock，L.A.，Spencer，B.F.，Vakakis，A.F.，Bergman，L.A.：装有多个非线性能量汇的大型9层结构在冲击荷载作用下的实验测试。摘自：《2013年结构大会：将你的激情与你的专业联系起来》，第2241-2252页（2013） [15] 贝莱特，R。；Cochelin，B。；赫尔佐格，P。；Mattei，Po，从声学系统到非线性膜吸收器的目标能量转移的实验研究，J.Sound Vib。，329, 2768-2791 (2010) [16] 奎因，Dd；Triplett，Al；瓦卡基斯，阿富汗；Bergman，La，《利用故意本质非线性从冲击载荷中获取能量》，J.Vib。灰尘。，133, 011004 (2011) [17] Ahmadabadi，锌；Khadem，Se，使用非线性能量接收器和压电装置的梁的非线性振动控制和能量收集，J.Sound Vib。，333, 4444-4457 (2014) [18] Zhang，Y。；Tang，L。；Liu，K.，非线性能量阱的压电能量收集，J.Intell。马特。系统。结构。，28, 307-322 (2017) [19] 方，Zw；张，Yw；李，X。；丁·H。；Chen，Lq，非线性能量阱和超磁致伸缩能量采集器的集成，J.Sound Vib。，391, 35-49 (2017) [20] Remick，K。；奎因，Dd；麦克法兰，Dm；伯格曼，L。；Vakakis，A.，利用强非线性引起的有意动态不稳定性从脉冲激励中获取高频振动能量，J.Sound Vib。，370, 259-279 (2016) [21] 曼恩，Bp；Sims，Nd，从磁悬浮的非线性振荡中获取能量，J.Sound Vib。，319, 515-530 (2009) [22] Kremer，D。；Liu，K.，带能量采集器的非线性能量吸收：瞬态响应，J.Sound Vib。，333, 4859-4880 (2014) [23] 奎因，Dd；Triplett，Al；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，《比较基于线性和本质非线性振动的能量采集》，J.Vib。灰尘。，133, 011001 (2011) [24] Tumkur，Rkr；Calderer，R。；马苏德，A。；Aj Pearlstein；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，具有强非线性内部附件的弹簧刚性圆柱涡激振动的计算研究，J.Fluids Struct。，40, 214-232 (2013) [25] Tumkur，Rkr；多曼，E。；Ov Gendelman；马苏德，A。；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，带有内部非线性吸收器的刚性圆柱层流涡激振动的降阶模型，Commun。非线性科学。数字。同时。，18, 1916-1930 (2013) ·Zbl 1311.74055号 [26] 土耳其图姆库尔；Aj Pearlstein；马苏德，A。；Ov Gendelman；布兰查德（Ab Blanchard）；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，内部非线性旋转耗散元件对弹簧圆柱涡脱落和涡激振动的影响，J.流体力学。，828, 196-235 (2017) ·兹比尔1460.76224 [27] 布兰查德（Ab Blanchard）；Ov Gendelman；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，在带有非线性转子的弹簧圆柱的流体结构动力学中捕获到慢变流形，J.Fluids Struct。，63155-173（2016） [28] Blanchard，A.B.，Bergman，L.A.，Vakakis，A.F.，Pearlstein，A.J.：二维层流通过带有旋转非线性能量汇的线性修剪圆柱时的多个长期解共存。物理学。流体版本（2018年提交） [29] Mehmood，A。；不，啊；Hajj，Mr，非线性能量汇（NES）对圆柱涡激振动的影响，非线性动力学。，77, 667-680 (2014) [30] 戴，Hl；阿卜杜勒凯菲，A。；Wang，L.，通过非线性能量汇缓解涡激振动，Commun。非线性科学。数字。同时。，42, 22-36 (2017) ·Zbl 1456.74050号 [31] 东阳，C。；阿巴斯，Lk；郭平，W。；肖婷，E。；Marzocca，P.，非线性能量汇作用下圆柱流致振动的数值研究，非线性动力学。，94, 925-957 (2018) [32] 西加洛夫，G。；Ov Gendelman；Al-Shudeifat，Ma；Manevitch，Li；瓦卡基斯，阿富汗；Bergman，La，共振捕获和定向惯性耦合旋转非线性能量阱中的能量转移，非线性动力学。，69, 1693-1704 (2012) [33] Roshko，A.：关于涡流街道湍流尾流的发展。NACA TN 2913（1954） [34] A.布兰查德。；路易斯安那州伯格曼；Vakakis，Af，带有非线性耗散转子的簧载圆柱的层流涡激振动中的目标能量传递，Phys。D非线性现象。，350, 26-44 (2017) [35] Fischer，P.F.、Lottes，J.W.、Kerkemeier，S.G.:nek5000网页（2008年）。http://nek5000.mcs.anl.gov [36] Prasanth，Tk；Mittal，S.，低雷诺数下阻塞对圆柱自由振动的影响，国际期刊数值。流体方法，58，1063-1080（2008）·Zbl 1241.76333号 [37] 布拉萨，M。；Faghani博士。；Persillon，H.，自然涡位错在三维尾迹转变中的作用，流体力学杂志。，439, 1-41 (2001) ·Zbl 1031.76015号 [38] Dong，S。；Karniadakis，Ge，在（Re=10000\）通过静止和摆动圆柱体的流体的DNS，《流体结构杂志》。，20, 519-531 (2005) [39] Pontaza，Jp；Chen，Hc，《承受两自由度涡激振动的圆柱的三维数值模拟》，J.Offshore Mech。弧。工程，129，158-164（2007） [40] 菲舍尔，P。；Mullen，J.，《基于滤波器的光谱元素方法稳定性》，C.R.l'Acad。科学。序列号。我数学。，332, 265-270 (2001) ·兹比尔0990.76064 [41] Boyd，Jp，Chebyshev和Legendre谱和谱元方法滤波（人工粘度）的两个评论，J.Compute。物理。，143, 283-288 (1998) ·Zbl 0920.65046号 [42] Tumkur，R.K.R.：具有强非线性内部附件的刚性圆柱体层流涡激振动中的模态相互作用和目标能量传递。伊利诺伊大学香槟分校博士论文（2014） [43] 道·巴顿；Burrow，Sg；Clare，Lr，用非线性振荡器从振动中获取能量，J.Vib。灰尘。，132, 021009 (2010) [44] Leontini，Js；比·斯图尔特；麦克·汤普森（Mc Thompson）；Hourigan，K.，低雷诺数下振荡圆柱体的尾流状态和能量跃迁，Phys。流体，18067101（2006）·Zbl 1185.76530号 [45] Nguyen，L.T.T.，Temarel，P.：雷诺数为10000时横流中振荡圆柱的数值模拟：强迫振荡和自由振荡。摘自：ASME 2014第33届国际海洋、近海和北极工程会议，第V002T08A022页。美国机械工程师学会（2014） [46] 郑，J。；Hussain，F.，《旋涡识别》，J.流体力学。，285, 69-94 (1995) ·Zbl 0847.76007号 [47] 巴基斯坦斯坦斯比；Slaouti，A.，《用随机向量和其他方法模拟旋涡脱落（包括阻塞）》，国际数值杂志。液体方法，17，1003-1013（1993）·Zbl 0800.76335号 [48] Anagnostopoulos，P.，均匀流中涡流激励圆柱体响应和尾流特性的数值研究，J.Fluids Struct。，8, 367-390 (1994) [49] Henderson，Rd，旋涡脱落开始附近阻力曲线细节，Phys。流体，72102-2014（1995） [50] 希尔斯，D。；伦纳德（A.Leonard）。；Roshko，A.，极限结构参数下圆柱的流致振动，J.流体结构。，15, 3-21 (2001) [51] 保罗·菲舍尔（Paul Fischer）；马丁·施密特（Martin Schmitt）；Tomboulides，Ananias，移动域问题谱元模拟的最新发展，应用数学、建模和计算科学的最新进展和现代挑战，213-244（2017），纽约州纽约市：纽约州纽约斯普林格·Zbl 1381.76247号 [52] 主教，红色；Hassan，Ay，流动流体中圆柱体的升力和阻力，Proc。R.Soc.伦敦。数学。物理学。工程科学。，277, 32-50 (1964) [53] Gopalkrishnan，R.：摆动钝柱体上的涡激力。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所技术报告（1993年） [54] 诺伯格，C.，《圆柱体上的脉动升力：回顾和新测量》，《流体结构杂志》。，17, 57-96 (2003) [55] Dong，S。；Karniadakis，Ge；Ekmekci，A。；罗克韦尔，D.，《湍流近尾迹的直接数值模拟-粒子图像测速联合研究》，J.流体力学。，569, 185-207 (2006) ·Zbl 1177.76156号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。