赵燕
- 作品数：9 被引量：20H指数：4
- 供职机构：上海大学土木工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市自然科学基金上海市教育委员会创新基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学航空宇航科学技术动力工程及工程热物理更多>>
- 低雷诺数下两类串列圆柱的涡激振动被引量：4
- 2021年
- 为了研究上游圆柱的运动状况对下游圆柱涡激振动的影响,针对两类串列双圆柱(上游圆柱固定、下游圆柱可作两自由度振动,上下游圆柱均可作两自由度振动),在低雷诺数下(Re=100),采用数值模拟方法,研究了下游圆柱在不同尾流干扰下的振幅、振动频率、相位差等振动特性随折减速度的变化规律,从能量输入和尾流模态角度探讨了上游圆柱的振动状况对下游圆柱涡激振动的影响规律及其流场机理。研究表明:上游圆柱的运动状况对下游圆柱涡激振动有显著影响;与上游圆柱固定情况相比,上游圆柱振动时下游圆柱存在明显的振动锁定区间;下游圆柱横流向振幅更大且最大振幅发生在更高的折减风速下。振动过程中两类串列圆柱的顺流向间距比明显不同。上游圆柱固定时,顺流向圆柱间距大于上游圆柱振动情况。两类双圆柱的尾流模态也有明显不同,上游圆柱固定、下游圆柱振动时的串列双圆柱为平行涡街模态,而上下游圆柱均能振动时的尾流为“2S”模态。
- 杜晓庆邬伟伟赵燕吴葛菲
- 关键词：涡激振动尾流干扰数值模拟
- 低雷诺数下串列双方柱尾流致涡激振动研究被引量：1
- 2020年
- 两个方柱之间的气动干扰会引发复杂的流致振动,其振动机理尚未被澄清。在雷诺数为150时,针对串列双方柱尾流致涡激振动现象,采用数值模拟方法研究上、下游方柱的振动幅度、振动频率、尾流模态等随折减速度的变化规律。结果表明:上、下游方柱在横流向和顺流向的最大振幅均远大于单方柱,且下游方柱振幅大于上游方柱。与单方柱不同,双方柱会发生“软锁定”现象,此时上游方柱横流向振幅达到最大值。随着折减速度的增加,双方柱会出现不同的尾流模态,上游方柱横流向振幅达到最大值时,尾流为“2P”模态;而当下游方柱横流向振幅达到最大值时,尾流为平行涡街模态;在“软锁定”区外的高折减速度下,下游方柱仍会发生振幅较大的横流向振动,其尾流为“2S”模态。
- 杜晓庆邱涛赵燕
- 关键词：数值模拟
- 展向剪切流作用下斜置圆柱气动特性研究被引量：4
- 2014年
- 采用大涡模拟方法,研究斜置圆柱在展向剪切流作用下的气动性能。研究了不同剪切流强度对斜置圆柱的表面风压、Strouhal数、气动力时程及其功率谱、气动力展向相关性等气动性能的影响,并探讨了剪切流对斜圆柱气动性能的作用机理。结果表明:在均匀流作用下,斜置圆柱尾流区会产生强烈的轴向流,卡门涡脱强度大大减弱;展向剪切流对斜置圆柱的表面风压和气动力等气动性能有较大影响;展向剪切流会破坏轴向流在斜置圆柱尾流区的形成,并且当剪切流的剪切系数足够大时,可完全阻止轴向流的出现,从而减弱或消除了抑制卡门涡脱的因素,恢复了斜置圆柱的卡门涡脱强度。
- 杜晓庆费陈杰况中华赵燕
- 关键词：气动性能
- 双圆柱尾流致涡激振动的质量比效应及其机理被引量：4
- 2020年
- 双圆柱尾流激振受多种因素影响,情况复杂,质量比m*(相同体积的圆柱与流体质量的比值)对双圆柱尾流激振的影响规律尚未澄清。采用数值模拟方法,在低雷诺数下(Re=100),研究了三种质量比(m*=2,10,20)对串列双圆柱尾流致涡激振动特性和尾流流场结构的影响规律,分析了下游圆柱的升力与位移的相位差,探讨了涡激升力与能量输入的内在联系。结果表明:质量比对串列圆柱尾流致涡激振动有重要影响。随着质量比的增大,横流向最大振幅减小,并发生在较小折减速度下,振动锁定区域范围变窄;质量比越小,升力与位移之间的相位差对下游圆柱振幅的影响越显著;在较小质量比时尾流出现“2S”、不规则和平行涡街模态,而在较大质量比时只有“2S”和平行涡街模态。
- 杨骁赵燕杜晓庆吴葛菲
- 关键词：数值模拟质量比
- 高雷诺数下错列双圆柱气动干扰的机理研究被引量：6
- 2018年
- 为了进一步澄清小间距错列双圆柱的气动干扰机理,该文采用大涡模拟方法,在高雷诺数下(Re=1.4×105),研究了间距为2倍圆柱直径的错列双圆柱的气动性能和流场特性随风攻角的变化规律,分析了两个圆柱气动力系数相关性,探讨了下游圆柱气动力与流场结构的内在联系,对下游圆柱平均升力的流场机理提出了新的解释。研究表明,大涡模拟得到的结果与风洞试验值吻合良好;下游圆柱的气动性能、流场结构和两个圆柱气动力相关性均会随风攻角发生剧烈变化;风攻角在0°~10°时,下游圆柱受平均负阻力作用,其原因分别为两圆柱间的回流区和间隙流;风攻角在10°附近时,下游圆柱受很大平均升力作用,风压停滞点偏移、两圆柱间高速间隙流、下游圆柱间隙侧剪切层的提前分离和再附是平均升力出现的三个因素。
- 杜晓庆王玉梁赵燕孙雅慧代钦
- 关键词：大涡模拟高雷诺数气动干扰
- 悬索桥双吊索尾流致涡激振动的大涡模拟被引量：1
- 2019年
- 双吊索在大跨度悬索桥上应用广泛,在强/台风作用下,下游吊索常发生尾流激振。采用大涡模拟法,对雷诺数为1×10^4~4×10^4的串列双圆柱尾流致涡激振动进行数值模拟,研究了振动特性和流场流态随折减风速的变化规律,探讨了下游圆柱的动力响应、绕流场特性以及气动力三者之间的耦合关系,分析了尾流致涡激振动的流场干扰机理。结果表明:大涡模拟结果与风洞试验结果吻合良好,在某些折减风速范围内,下游圆柱会发生较大幅度的尾流致涡激共振;在下游圆柱的横风向振幅逐渐增大过程中,位移的瞬时相位领先于升力,在一个振动周期内升力对下游圆柱做正功,而位移与升力之间的相位差则逐渐增大;当发生涡激共振时,上游圆柱的尾流对下游圆柱有两种干扰形式:当下游圆柱偏离平衡位置时,从上游圆柱脱落的旋涡与下游圆柱的剪切层发生相互作用;而当下游圆柱在平衡位置附近时,上游圆柱的旋涡会撞击到下游圆柱迎风面。
- 赵燕林伟群杜晓庆杨骁代钦
- 关键词：悬索桥尾流激振涡激振动
- 展向剪切流作用下斜置圆柱绕流特性研究
- 利用大涡模拟方法，在雷诺数为3900 时，研究斜置圆柱在展向剪切流作用下的气动性能及其流场特性。研究了不同剪切流强度对斜置圆柱的表面风压分布、Strouhal 数沿圆柱展向变化、气动力时程和功率谱以及流场流线等气动性能和...
- 杜晓庆费陈杰况中华赵燕
- 关键词：气动性能
- 低雷诺数中等间距串列双方柱涡激振动的数值模拟被引量：2
- 2020年
- 为研究典型间距比串列双方柱的涡激振动特性及其耦合机制,对雷诺数为150、柱心间距比分别为2.0和4.0的串列双方柱涡激振动进行了数值模拟,探讨了方柱振动响应随来流折减速度的变化规律,以及周围流场的流态与其演变过程,重点分析了下游方柱的能量输入机制.两方柱在不同柱心间距比下均以横流向振动为主,柱心间距比为2.0时,均在双涡脱流态内发生“弱锁定”(即方柱在振动锁定区的振动频率锁定值远小于1.0),其横流向最大振幅皆出现在振动锁定区内且上游方柱振幅较大;在振动锁定区内,上游方柱平均阻力系数的激增导致平均柱心间距急剧减小,扰乱了下游方柱的气动升力对振动的能量输入,导致其尾流中的旋涡极不稳定.柱心间距比为4.0时,仅下游方柱在剪切层再附流态内发生“锁定”,两方柱的横流向最大振幅均出现在振动锁定区外,但上游方柱振幅远小于下游方柱,这是由于两方柱脱落的旋涡相互融合,使得气动升力对下游方柱的能量输入增强,横流向振幅和旋涡的横流向间距随之增大,造成下游方柱的尾流模态为双涡脱流态内的平行涡街模态.此外,下游方柱的横流向振幅在剪切层再附流态内也会出现较明显的极值,其对应的尾流模态均为剪切层再附流态内的平行涡街模态.
- 杜晓庆邱涛郑德乾赵燕
- 关键词：涡激振动数值模拟
- 低雷诺数串列双方柱流致振动质量比效应的数值研究被引量：2
- 2019年
- 为澄清串列双方柱流致振动的质量比效应,采用数值模拟方法,在雷诺数为150时,研究了质量比(m*=3,10,20)对下游方柱振动响应特性的影响规律,分析了下游方柱尾流模态的演变过程,探讨了导致下游方柱振动的流固耦合机制.结果表明:质量比对下游方柱的流致振动有重要影响,低质量比(m*=3)时下游方柱的振动响应更为复杂,随着折减速度的增大,下游方柱并未出现传统"锁定"现象(即振动频率比fy/fn≈1的锁定),而发生了"弱锁定"现象(即fy/fn<1的锁定);随着质量比的增加(m*=10和20),"弱锁定"现象消失,而出现传统"锁定"现象,且下游方柱横流向最大振幅减小.质量比对串列双方柱的柱心间距有明显影响,低质量比(m*=3)时的柱间距在振动锁定区内会急剧减小,而较高质量比(m*=10和20)下的柱间距则变化不大.此外,质量比对串列双方柱的尾流模态和流固耦合机制也有显著影响,其中低质量比(m*=3)下的情况更为多样.
- 杜晓庆邱涛赵燕
- 关键词：流致振动数值模拟
