单圆柱涡激振动系统

近壁响应特性

研究了壁面邻近效应对涡激振动响应和流场结构的影响，为海洋立管等结构设计提供依据。

Chen, Guanghao · Alam, Md Mahbub · 周玉 · 及春宁 · 朱红钧

Ocean Engineering 2023

具体参数

质量阻尼比

{'zh': '0.31', 'en': '0.31'}

雷诺数范围

{'zh': '1.77 × 10³–1.24 × 10⁴', 'en': '1.77 × 10³–1.24 × 10⁴'}

间隙比范围

{'zh': '0.1–1.6', 'en': '0.1–1.6'}

技术优势

近壁振动更弱

间隙比减小时，最大振幅减小，尤其在 e* < 0.6 时急剧下降。

涡激振动范围变窄

近壁导致涡激振动发生的风速范围变短，共振更容易被避开。

近壁升力均值增大

间隙比小于 0.6 时，时间平均升力增大，需要在设计中考虑静态偏移。

近壁涡脱模式改变

壁面干扰使涡脱结构不对称，压力分布的不对称性加剧。

应用场景

• 海洋立管设计：用于评估立管近壁时的涡激振动响应，优化布局以防止碰撞。
• 海底管线：分析管线在海底附近时的振动幅值和升力，指导铺设和固定设计。
• 涡激振动抑制：利用近壁效应缩短涡激振动范围，为抑制措施提供设计依据。
• 流固耦合分析：提供近壁条件下的受力和流场数据，验证流固耦合模型。