陈威霖
- 作品数：25 被引量：131H指数：9
- 供职机构：天津大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金创新研究群体科学基金NSFC-广东联合基金更多>>
- 相关领域：理学天文地球交通运输工程一般工业技术更多>>
- 小间距比下串列双圆柱涡激振动数值模拟研究:振动响应和流体力被引量：16
- 2018年
- 对小间距比(L*=1. 1～1. 5)下串列双圆柱涡激振动进行了数值模拟研究,其中Re=100,折合流速为U_r=3～30,质量比为m*=2. 0。为保证圆柱之间的距离不变,两圆柱均仅作横向振动。根据圆柱响应的不同将间距比范围内的涡激振动分为三种:(1)间距比L*≤1. 1时,响应存在于较大的折合流速(U_r=4～28)范围内;(2)间距比L*=1. 2～1. 3时,在大折合流速时,类似于高雷诺数时的尾流弛振出现;(3)间距比L*≥1. 5时,响应随折合流速增加并达到最大值,之后随折合流速缓慢减小,并最终稳定在较大的幅值上。对应不同的响应类型,上游和下游圆柱的流体力也呈现不同的变化;由于受到上游圆柱的屏蔽,下游圆柱的阻力均值要明显小于上游圆柱;在出现尾流弛振的区域,两圆柱的升力均方根随折合流速增加;此外,某些折合流速下圆柱之间的非稳定耦合作用也被反映出来。
- 陈威霖及春宁许栋
- 关键词：涡激振动
- 小间距比下串列双圆柱涡激振动数值模拟研究:尾流和耦合机制被引量：8
- 2018年
- 对小间距比(L*=1. 1～1. 5)下串列双圆柱涡激振动的尾流和耦合机制进行了全面的研究,其中Re=100;两圆柱均仅作横向振动。对尾流的研究发现,当间距比L*=1. 1～1. 3时,小折合流速时对应经典的卡门涡街,而折合流速较大时,尾流则变得混乱起来,难以分辨其模式;当间距比L*=1. 5时,尾流均为规律的2S模式。耦合机制分析发现,串列双圆柱平衡位置差的变化促成了在间距比L*=1. 1时广折合流速响应的存在;而多频成分参与的不稳定耦合作用成为在间距比L*=1. 2～1. 3时类尾流弛振现象的诱因;大振幅响应在间距比L*=1. 5时得以持续的动力则源于上游圆柱脱落旋涡产生的低压区和下游圆柱低频的运动;此外,一种新的平衡位置间歇跳跃现象在间距比L*=1. 1和折合流速U_r=15时出现,且响应在上侧的新平衡位置能稳定更长的时间。
- 陈威霖及春宁许栋
- 关键词：涡激振动
- 不同迎流攻角下正多边形柱流致振动特性
- 采用嵌入式迭代浸入边界法对不同迎流攻角下边数N=3～7的正多边形柱流致振动进行了二维数值模拟,基于多边形有效长度的雷诺数为Re=100,质量比为m=5,折合流速为U=1-20。研究了边数对正多边形柱体振动响应的影响,分析...
- 卫昱含及春宁陈威霖
- 关键词：驰振涡激振动
- 文献传递
- 不同迎流攻角下正多边形柱流致振动特性
- 2021年
- 采用嵌入式迭代浸入边界法对不同迎流攻角下边数3≤N≤7的正多边形柱流致振动进行了二维数值模拟,基于多边形有效长度的雷诺数为Re=100,质量比为m*=m/mf=5(m为柱体的质量,mf为柱体排开水的质量),折合流速为1≤Ur=U/f_(n)D_(e)≤20(U为入流流速,f_(n)为柱体的自振频率,D_(e)为柱体迎流有效长度)。研究了边数对正多边形柱体振动响应的影响,分析了横流向振幅、平衡位置偏移、水动力系数和振动频率随边数、迎流攻角和折合流速变化的情况。结果表明,随着边数的增加,正多边形柱体的振动特性趋于圆柱。当边数N=7时,不同折合流速下,正多边形柱体的振幅、升阻力和频率等都与圆柱的基本相同。三角柱在迎流攻角0°≤α≤15°时,振动响应为涡振-驰振联合模式;α=20°时,为涡振-驰振分离模式;22.5°≤α≤60°时,为涡振模式。其他棱柱的振动响应在不同迎流攻角下均表现为涡振模式。
- 卫昱含及春宁陈威霖
- 关键词：驰振涡激振动
- 不同迎流攻角下正三角柱流致振动数值模拟研究被引量：1
- 2022年
- 采用嵌入式迭代浸入边界法对不同迎流攻角下正三角柱的流致振动(VIV)进行了二维数值模拟研究,其中迎流攻角为α=0°~60°(当α=60°时三角柱顶点迎流),雷诺数为Re=100,质量比为m*=5和折合流速为U r=2~20。详细分析了不同迎流攻角下横流向振幅、振动频率、水动力系数、升力与位移的相位差以及尾涡模式随折合流速变化的情况。结果发现,三角柱振动随迎流攻角表现为3种不同的振动模式:涡振-驰振联合模式(α=0°~15°)、涡振-驰振分离模式(α=20.0°~22.5°)和涡振模式(α=25°~60°)。选取α=0°、α=20°、α=60°3个迎流攻角详细论述了不同模式下三角柱的振动特性。此外,还发现虽然三角柱在迎流攻角α=0°时关于来流方向对称,三角柱的平衡位置在某些折合流速下出现了偏移,该现象与升力中偶次谐波分量的出现有关。最后,应用准稳态分析得到了驰振出现的攻角范围,结果与数值模拟的情况吻合较好,说明准稳态分析可以准确预测三角柱驰振的攻角范围。
- 卫昱含及春宁许栋陈威霖
- 关键词：流致振动
- 刚性耦合三圆柱流致振动特性和机制被引量：1
- 2022年
- 采用迭代式浸入边界法对刚性耦合三圆柱的流致振动进行了数值模拟研究。三圆柱按照等边三角形排列,上游两个并排圆柱,下游一个圆柱。圆柱间距比为P/D=1.0~4.0,雷诺数为Re=100,质量比为m=2,折合流速为U_(r)=3~30。通过研究圆柱的振幅、频率和流体力随折合流速的变化规律,发现了两种不同的振动模式,即小间距比条件(P/D=1.0)下的驰振模式和中、大间距比条件(P/D=1.6~4.0)下的涡激振动模式。而涡激振动模式在不同的间距比条件下又具有单锁定区间(P/D=1.6)和双锁定区间(P/D=2.5~4.0)两种不同振动特征。进一步分析尾流模式,发现第一锁定区间(含单锁定区间)内的振动响应由剪切层重附着机制激发,而第二锁定区间内的振动响应由交替尾涡泄放机制激发。
- 刘旭菲陈威霖及春宁
- 关键词：流致振动
- Numerical simulations of typical bluff bodies in crossflow
- Bluff bodies in crossflow are commonly encountered in engineering applications, such as electric transmission ...
- 陈威霖
- 关键词：钝体数值模拟
- 低雷诺数下串列三圆柱涡激振动中的弛振现象及其影响因素被引量：9
- 2018年
- 对间距比为1.2和雷诺数为100的串列三圆柱涡激振动进行数值模拟,发现在某个折合流速之后,三圆柱的响应均呈现为随着折合流速增大而增大的弛振现象,平衡位置偏移、低频振动以及旋涡脱落与圆柱运动之间的时机三个因素共同决定了弛振现象的出现.进一步的研究发现,串列三圆柱的弛振现象仅出现在质量比不大于2.0和雷诺数不大于100的工况下.当质量比较大时,串列三圆柱的平衡位置固定不变,且圆柱的振动不规律,使得旋涡脱落与圆柱运动的时机处于变化之中.当雷诺数较高时,最上游圆柱的平衡位置在折合流速较大时回到初始位置,不再参与对圆柱振动的调节,使得圆柱的振动响应不再规律,旋涡脱落与圆柱运动的时机也一直处于变化之中.
- 陈威霖及春宁许栋
- 关键词：涡激振动质量比雷诺数
- 上游圆柱固定条件下串列三圆柱涡激振动响应和尾流特性被引量：6
- 2019年
- 应用基于嵌入式迭代浸入边界法对雷诺数Re=100下串列三圆柱涡激振动进行了数值模拟,其中上游圆柱固定不动,中游和下游圆柱仅作横向振动。三圆柱间距相同,间距比L~*= 1.2、2.0和5.0,折合流速U_r=3.0-25.0,质量比m~*=2.0。研究发现,各间距比下,串列三圆柱存在强烈的相互作用,中游和下游圆柱的振幅明显大于单圆柱涡激振动的情况。随着L~*的增大,圆柱振幅整体上减小,除个别工况外,下游圆柱的振幅均大于中游圆柱的情况。当间距比较小(L~*=1.2、2.0)时,St数随折合流速的增加而缓慢减小;当间距比较大(L~*=5.0)时,St数几乎不再随折合流速变化,固定在St=0.15上。对尾流的研究发现,当振幅较小时,上游圆柱的剪切层将三圆柱包裹在一起,尾流与绕流时相似,表现为经典的卡门涡街;当振幅较大时,上游圆柱的旋涡/剪切层撞击/重附着于下游圆柱上,圆柱之间存在强烈的相互作用,尾流表现为并排的两列旋涡。
- 张志猛及春宁许栋陈威霖杨枭枭
- 关键词：涡激振动尾流
- 小直径附加圆柱对圆柱涡激振动抑制的参数优化被引量：3
- 2020年
- 采用基于迭代嵌入式浸入边界法对后方对称布置两个小直径圆柱的单圆柱涡激振动进行了数值模拟研究,对涡激振动抑制进行了参数优化。雷诺数和圆柱直径比分别为Re=100和d/D=0.125,其中D和d分别为大、小圆柱直径。通过改变控制角度(θ)、主圆柱与小圆柱的间隙比(G/D)、小圆柱旋转角速度和旋转方向(α)和阻尼比(ζ)确定的最优控制参数组合为θ=25°、G/D=0.125、α=-2.2和ζ=1.02。小圆柱的旋转角速度和旋转方向对圆柱振幅有一定的影响,其中内向反转会进一步抑制圆柱的振动,外向反转则恰好相反。随着阻尼比的增加,圆柱振幅先增后减,但影响程度较小。
- 陈威霖及春宁许栋徐晓黎
- 关键词：涡激振动振动控制阻尼比
