Characteristics of hydrodynamic load on a circular cylinder with geometric disturbances at low Reynolds number

Abstract

为了削弱涡激振动对结构的疲劳破坏作用, 采用一种柱体直径沿展向非均匀变化的几何扰动作为减振或抑制措施。通过直接数值模拟, 研究低Re数( 100 ) 下引入几何扰动后具有圆形截面柱体的水动力载荷及其变化的特征.引入的几何扰动分别为谐波型和圆锥型两种。计算的无量纲扰动波长为4, 6 和8; 扰动强度(扰动波高与扰动波长之比) 分别为0.0125, 0.025, 0.05, 0.1和0.2.计算结果表明, 引入扰动后, 相比引入扰动前的直柱体, 两种扰动型式下的平均阻力系数均显著增大, 而脉动升力系数在特定扰动波长时则显著减小。此外, 水动力载荷系数都出现特定扰动范围( 如扰动波长或扰动强度) 下极小值现象, 从而为后期设计提供优化依据