|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Экспериментальное исследование вихревых структур за круглым цилиндром в режиме трехмерных аэроупругих колебанийтезисы доклада
- Авторы: Демченко Я.В., Иванов О.О.
- Сборник: «Ломоносовские чтения — 2024». Секция механики: Ежегодная научная конференция, 20 марта — 4 апреля 2024 г., Механико-математический факультет, Научно-исследовательский институт механики МГУ имени М.В.Ломоносова: тезисы докладов
- Редакторы: Заплетина Елена Витальевна, Рязанцева Марина Юрьевна, Якубенко Татьяна Андреевна
- Серия: Секция «МЕХАНИКА»
- Том: 1
- Тезисы
- Год издания: 2024
- Издательство: Изд-во Моск. ун-та
- Местоположение издательства: М.
- Первая страница: 55
- Последняя страница: 55
- Аннотация: В работе исследуется явление самоподдерживающихся незатухающих резонансных колебаний упругозакрепленного цилиндра в потоке сплошной среды. Актуальность и практическая значимость данной задачи определяется ее связью с ведущимся в мире поиском принципов проектирования новых типов ветрогенераторов без использования вращающихся и/или трущихся элементов. Объектом исследования является система, состоящая из жесткого тонкостенного цилиндра конечного размаха, установленного поперечно направлению дозвукового воздушного потока в аэродинамической трубе и закрепленного на упругой консольной балке. В настоящих экспериментах наблюдались два типа вихревых колебаний (Vortexinduced vibrations, VIV): классические квазидвумерные VIV, при которых балка испытывает изгибные колебания, и неизвестный ранее тип VIV, обусловленный резонансом вихревой дорожки с крутильной модой. Экспериментально показано, что в режиме полностью трехмерных крутильных колебаний существует режим захвата частоты, находящийся при больших скоростях, чем для изгибных колебаний скоростях. Вихревые дорожки Кармана, генерируемые верхней и нижней частями цилиндра, смещены по фазе приблизительно на π. Изменение фазы происходит скачком вблизи закрепления балки, которая ведет себя как небольшая разделительная пластина (splitter plate), предотвращающая образование вихрей в сечениях вблизи оси вращения цилиндра. В настоящих экспериментах для рассматриваемой модели получена максимальная амплитуда колебаний на торцах цилиндра A/D = 0,34 крутильных колебаний (расстояние от точки измерения до оси вращения – 9,8 D). Для состояниякрутильного резонанса характерный диапазон приведенных скоростей составляет 6–7,2, что соответствует числам Струхаля 0,166–0,139. Эти значения меньше, чем значение St ≈ 0,2, характерное для цилиндров бесконечного размаха. Этот эффект обусловлен наличием концевого эффекта вблизи торцов цилиндра. Для рассматриваемой модели цилиндра оказалось, что амплитуда крутильных колебаний более чем в два раза больше, чем у классических квазидвумерных изгибных VIV, также диапазон захвата приведенных скоростей оказался шире, что предполагает более эффективный отбор энергии из крутильных колебаний. В планах авторов на будущее – проверить, будут ли возникать крутильныеколебания без разделительной пластины, что, по-видимому, является решающим моментом для резкой смены фазы вихреобразования, что, в свою очередь, способствует возбуждению крутильной моды. Также авторы планируют исследовать влияние длины цилиндра на амплитуды угла поворота и отклонения торца цилиндра, чтоб максимизировать амплитуды путем подбора соответствующей длины цилиндра.
- Добавил в систему: Демченко Ярослав Владиславович