圆柱-柔性板结构涡激振动的动力分叉数值研究

基于商用软件COMSOL Multiphysics中的流固耦合模块,以固定的圆柱-柔性板结构的二维绕流模型为研究对象,对其在低雷诺数下的涡激振动行为进行数值模拟,分析柔性板在发生动力分叉时的流场特征以及柔性板的振幅与振频特征。结果表明,柔性板的动力分叉行为与来流雷诺数有关,在计算雷诺数范围内,柔性板存在静止和小幅值振动两种典型的分叉行为。静止情况下,板的偏转角随雷诺数的增大而增大;小幅值振动情况下,随着雷诺数增大,板的振动行为从等幅振动发展成拍频振动;继续增大雷诺数,柔性板的动力分叉行为消失。这进一步证实了柔性板涡激振动时的动力分叉行为同时取决于来流雷诺数及板的固有频率。