低雷诺数四圆柱涡振

该成果提出了一种用于模拟低雷诺数下四圆柱涡激振动的数值方法，揭示了串列圆柱的响应分支与涡脱落模式。

Yao, Wenjuan · Zhang, Xuyan · 何涛

Shuidonglixue Yanjiu yu Jinzhan / Journal of Hydrodynamics Ser. A 2023

参数信息

折合速度范围

1-14

雷诺数范围

40-300

技术优势

能算四柱耦合

采用基于单元的平滑有限元法和分区强耦合算法，实现了四个弹性支撑圆柱在横流向和顺流向同时振动的流固耦合模拟。

发现双分支

在雷诺数130时，上游圆柱出现两种响应分支，对应不同的涡脱落模式；分支转换后下游圆柱的顺流向振幅和升力系数大幅增加。

看清涡模式

观察到“2P+2S”涡脱落模式；在Re=140时，下游圆柱每4-5个周期脱落一对涡，而在250≤Re≤300时每1-2个周期脱落。

应用场景

• 海洋立管涡振分析：用该数值方法可预测多立管涡振响应，为立管布局设计提供依据。
• 流固耦合仿真：提供四圆柱流固耦合的基准算例，用于验证其他FSI求解器。