پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 422 |
| تعداد مقالات | 5,535 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,413,834 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,508,831 |
مطالعه عددی ارتعاش القایی گردابه برای سیلندر دایره ای | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 15، دوره 51، شماره 2، خرداد و تیر 1398، صفحه 455-470 اصل مقاله (3.97 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2017.12766.5425 | ||
| نویسندگان | ||
| احسان ایزدپناه* ؛ یاسر امینی؛ علی عاشوری | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران | ||
| چکیده | ||
| در ارتعاش القایی گردابه، سازه با جریان سیال تأثیر متقابل دارد که منجر به ارتعاش سازه شده و در شرایطی موجب تخریب سازه می‌شود. در این مقاله، اثر ارتعاش القا شده بر تک سیلندر و دو سیلندر در حالت‌های چرخان و غیر چرخان به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در حالت تک استوانه غیرچرخان نتایج نشان داد سرعت کاهنده و ضریب میراکننده تأثیر قابل توجهی بر اختلاف فاز بین مؤلفه‌های مختلف نیروی وارده بر سیلندر، شکل گردابه‌های تشکیل شده، الگوی ریزش آنها و ارتعاش سیلندر دارند. افزایش ضریب میرایی باعث کاهش ارتعاشات سیلندر می‌شود. الگوی ریزش گردابه برای همه سرعت‌های کاهنده و ضرایب میرایی مورد بررسی به صورت 2S است. در بین موارد بررسی شده، دو نوع الگوی ارتعاشی هارمونیک کامل و ضربه مشاهده شد. بیشترین دامنه ارتعاش سیلندر مربوط به سرعت کاهنده 4 در ς=0 بوده و کمترین جابه جایی سیلندر مربوط به سرعت کاهنده 3 است. در حالت استوانه‌های چرخان مشاهده گردید که چرخش سیلندر آرایش ریزش گردابه‌های پشت سیلندر را تغییر می‌دهد و قدرت آ نها را کاهش می‌دهد و این امر، باعث کاهش محسوس نوسانات ضریب برآ و در نتیجه کاهش شدید ارتعاش سیلندرها می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ارتعاش القایی گردابه؛ ریزش گردابه؛ پدیده ضربه؛ سیلندر دایره ای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Study on the Vortex-induced Vibration of Circular Cylinder | ||
| نویسندگان [English] | ||
| E. Izadpanah؛ Y. Amini؛ A. Ashouri | ||
| Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In the vortex-induced vibration the structure interacts with the fluid flow that results in the vibration of the structure and sometimes leads to the destruction of it. In this paper, the effect of the vortex-induced vibration on one and two cylinder(s) in the rotating and non-rotating states are studied, numerically. For the case of single non-rotating cylinder, the effect of the reduced velocity and damping ratio on the displacement and velocity of circular cylinder and also on the lift coefficient and its components are investigated. The cylinder displacement decreases by increasing the damping ratio. The vortex shedding pattern for all examined reduced velocity and damping ratio is in the 2S mode. In all cases, two patterns of vibration, harmonic and beating phenomena, can be observed. The maximum value of the vibration amplitude is related to the reduced velocity of 4 for ζ= 0 and the minimum is belonged to the reduced velocity of 3. For the case of rotating cylinder, it is observed that the rotation of cylinder(s) affects the vortex shedding pattern and their strength, significantly. Therefore, the fluctuation of lift coefficient and vibration of cylinder(s) are reduced considerably. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Vortex-induced vibration, vortex shedding, Beating phenomenon, Circular cylinder | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] M.-H. Chung, Transverse vortex-induced vibration of spring-supported circular cylinder translating near a plane wall, European Journal of Mechanics-B/Fluids, 55 (2016) 88-103. [2] Z. Cui, M. Zhao, B. Teng, L. Cheng, Two-dimensional numerical study of vortex-induced vibration and galloping of square and rectangular cylinders in steady flow, Ocean Engineering, 106 (2015) 189-206. [3] M. Zhao, L. Cheng, T. Zhou, Numerical simulation of vortex-induced vibration of a square cylinder at a low Reynolds number, Physics of Fluids, 25(2) (2013) 023603. [4] R.E.D. Bishop, A. Hassan, The lift and drag forces on a circular cylinder oscillating in a flowing fluid, Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 277(1368) (1964) 51-75. [5] O.M. Griffin, S.E. Ramberg, The vortex-street wakes of vibrating cylinders, Journal of Fluid Mechanics, 66(3) (1974) 553-576. [6] C.H. Williamson, A. Roshko, Vortex formation in the wake of an oscillating cylinder, Journal of fluids and structures, 2(4) (1988) 355-381. [7] G. Koopmann, The vortex wakes of vibrating cylinders at low Reynolds numbers, Journal of Fluid Mechanics, 28(3) (1967) 501-512. [8] C. Feng, The measurement of vortex induced effects in flow past stationary and oscillating circular and D-section cylinders, University of British Columbia, 1968. [9] M. Zhao, L. Cheng, H. An, L. Lu, Three-dimensional numerical simulation of vortex-induced vibration of an elastically mounted rigid circular cylinder in steady current, Journal of Fluids and Structures, 50 (2014) 292- 311. [10] S. Singh, S. Mittal, Vortex-induced oscillations at low Reynolds numbers: hysteresis and vortex-shedding modes, Journal of Fluids and Structures, 20(8) (2005) 1085-1104. [11] T. Prasanth, S. Mittal, Vortex-induced vibrations of a circular cylinder at low Reynolds numbers, Journal of Fluid Mechanics, 594 (2008) 463-491. [12] Y. Bao, C. Huang, D. Zhou, J. Tu, Z. Han, Two-degreeof- freedom flow-induced vibrations on isolated and tandem cylinders with varying natural frequency ratios, Journal of Fluids and Structures, 35 (2012) 50-75. [13] R.C. Mysa, A. Kaboudian, R.K. Jaiman, On the origin of wake-induced vibration in two tandem circular cylinders at low Reynolds number, Journal of Fluids and Structures, 61 (2016) 76-98. [14] T. Li, J. Zhang, W. Zhang, Nonlinear characteristics of vortex-induced vibration at low Reynolds number, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 16(7) (2011) 2753-2771. [15] R.D. Blevins, C.S. Coughran, Experimental investigation of vortex-induced vibration in one and two dimensions with variable mass, damping, and Reynolds number, Journal of Fluids Engineering, 131(10) (2009) 101202. [16] G.R. Franzini, A.L.C. Fujarra, J.R. Meneghini, I. Korkischko, R. Franciss, Experimental investigation of vortex-induced vibration on rigid, smooth and inclined cylinders, Journal of Fluids and Structures, 25(4) (2009) 742-750. [17] M. Zhao, The validity of the independence principle applied to the vortex-induced vibration of an inclined cylinder in steady flow, Applied Ocean Research, 53 (2015) 155-160. [18] R. Jiang, J. Lin, Z. Chen, Vibrations of cylindrical objects obstructing a Poiseuille-type flow, Physical Review E, 88(2) (2013) 023009. [19] C. Wang, H. Tang, F. Duan, C. Simon, Control of wakes and vortex-induced vibrations of a single circular cylinder using synthetic jets, Journal of Fluids and Structures, 60 (2016) 160-179. [20] H. Wang, W. Yang, K.D. Nguyen, G. Yu, Wake-induced vibrations of an elastically mounted cylinder located downstream of a stationary larger cylinder at low Reynolds numbers, Journal of Fluids and Structures, 50 (2014) 479-496. [21] D. Stojković, M. Breuer, F. Durst, Effect of high rotation rates on the laminar flow around a circular cylinder, Physics of fluids, 14(9) (2002) 3160-3178. [22] D. Stojković, P. Schön, M. Breuer, F. Durst, On the new vortex shedding mode past a rotating circular cylinder, Physics of Fluids, 15(5) (2003) 1257-1260. [23] Z. Cui, M. Zhao, B. Teng, Vortex-induced vibration of two elastically coupled cylinders in side-by-side arrangement, Journal of Fluids and Structures, 44 (2014) 270-291. [24] A. Placzek, J.-F.o. Sigrist, A. Hamdouni, Numerical Simulation of Vortex Shedding Past a Circular Cylinder in a Cross-Flow at Low Reynolds Number With Finite Volume Technique: Part 2—Flow-Induced Vibration, in: ASME 2007 Pressure Vessels and Piping Conference, American Society of Mechanical Engineers, 2007, pp. 21-30. [25] A. Purohit, A.K. Darpe, S. Singh, Experimental investigations on flow induced vibration of an externally excited flexible plate, Journal of Sound and Vibration, 371 (2016) 237-251. [26] M. Zhao, K. Kaja, Y. Xiang, G. Yan, Vortex-induced vibration (VIV) of a circular cylinder in combined steady and oscillatory flow, Ocean engineering, 73 (2013) 83-95. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,706 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,352 |
||
