不同排列小间距双方柱涡激振动数值模拟研究

为研究不同排列下小间距双方柱涡激振动特性及其振动机理,在雷诺数为100时,对间距比为2、质量比为3的串列、错列和并列排列双方柱涡激振动进行数值模拟研究,分析了双柱在折合流速U_(r)=1~30下的响应振幅及频率特性,并得到振动柱体的升阻力系数,以了解其气动力系数的变化情况,探讨了不同排列下双柱尾流结构的变化情况。结果表明:串列及错列排列中,下游柱涡激振动振幅远大于单柱,上游柱振动受到抑制(θ=60°的双方柱排列情况除外)。并列排列中,双柱振动曲线几乎一致,其涡激振动振幅比单柱稍大。各排列双柱均发生尾流驰振现象,使其在U_(r)超出共振区时仍保持较高的振幅。不同排列的双柱阻力系数C_(D)(θ=30°的双柱排列下游柱除外)均在共振区内突增,在共振区外保持不变。在共振区内,双柱C_(Lrms)随U_(r)的变化情况与A*的大小有关;在其余U_(r)范围内,双柱C_(Lrms)基本不变。串列双柱存在3种尾流模式,θ=30°双柱排列的尾流模式与串列双柱相似,但在超出共振区时,其尾流呈现无序状态。在θ=60°,90°双柱排列中,当U_(r)较大时,双柱尾涡结构呈现混乱的状态;当U_(r)较高时,柱体各自独立脱落旋涡。

高温气冷堆出口连接管束的流致振动研究

基于实验和数值模拟分析,以高温气冷堆蒸汽发生器传热管为对象,研究了流体攻角和截面圆角半径对带圆角的矩形截面柱(简称圆角方柱)旋涡脱落共振和驰振的影响,得到了不同攻角和不同圆角半径下圆角方柱的绕流特性,包括斯特劳哈尔数(St)和升阻力系数。研究结果表明,随着圆角半径的增大,结构的St增大,旋涡脱落共振对应的流速降低,同时驰振力系数逐渐增大,结构发生驰振的临界流速降低,但发生驰振失稳的攻角范围有所减小。本文研究为高温气冷堆蒸汽发生器传热管束矩形截面结构的流致振动设计提供了重要的依据。