基于CFD技术,采用系统辨识方法,建立了亚临界雷诺数(Re<47)下绕圆柱流动的非定常气动力模型(reduced order model,ROM).耦合结构运动方程和降阶气动力模型,建立了弹性支撑圆柱绕流的稳定性分析模型.算例分析了亚临界雷诺数下,结构固...基于CFD技术,采用系统辨识方法,建立了亚临界雷诺数(Re<47)下绕圆柱流动的非定常气动力模型(reduced order model,ROM).耦合结构运动方程和降阶气动力模型,建立了弹性支撑圆柱绕流的稳定性分析模型.算例分析了亚临界雷诺数下,结构固有频率、质量比等参数以及支撑方式对弹性系统稳定性的影响.对于单自由度横向支撑圆柱,当结构固有频率趋近流动最不稳定模态频率时,弹性系统会在一定频率范围内失稳,这种现象最低可在Re～20时出现.旋转自由度的释放能够进一步降低系统的稳定性,可将临界雷诺数进一步降低至18左右.ROM方法不仅具有很高的效率,而且清晰地指出了弹性系统失稳的根本原因:流动模态和结构模态耦合作用导致结构模态失稳所致.因此,失稳状态下系统振荡频率锁定于结构固有频率.基于ROM技术预测的失稳边界与直接CFD/CSD仿真结果吻合,证明了该方法的正确性和精度.展开更多
文摘基于CFD技术,采用系统辨识方法,建立了亚临界雷诺数(Re<47)下绕圆柱流动的非定常气动力模型(reduced order model,ROM).耦合结构运动方程和降阶气动力模型,建立了弹性支撑圆柱绕流的稳定性分析模型.算例分析了亚临界雷诺数下,结构固有频率、质量比等参数以及支撑方式对弹性系统稳定性的影响.对于单自由度横向支撑圆柱,当结构固有频率趋近流动最不稳定模态频率时,弹性系统会在一定频率范围内失稳,这种现象最低可在Re～20时出现.旋转自由度的释放能够进一步降低系统的稳定性,可将临界雷诺数进一步降低至18左右.ROM方法不仅具有很高的效率,而且清晰地指出了弹性系统失稳的根本原因:流动模态和结构模态耦合作用导致结构模态失稳所致.因此,失稳状态下系统振荡频率锁定于结构固有频率.基于ROM技术预测的失稳边界与直接CFD/CSD仿真结果吻合,证明了该方法的正确性和精度.
