圆柱后梁结构振动对尾涡发放特征影响的研究

采用分离式双向流固耦合分析方法，对刚性圆柱-弹性梁结构的涡激振动现象进行数值模拟。结构承受的流体载荷用CFD方法计算，弹性梁结构的振动响应用有限元方法求解。基于Ansys Workbench平台的System Coupling模块实现数据传递，完成耦合计算。通过与绕流刚性梁尾涡的发放特征进行比对，分析结构振动对尾涡发放的影响。研究结果表明，振动对尾涡场结构以及尾涡发放频率有较大影响。与绕流刚体相比，弹性梁自由端的振动使得附连流体的运动状态发生改变，导致尾涡形成区长度变短，宽度增加，速度亏损增加。弹性梁结构自由端附近尾流场涡旋中心的强度高于刚体结构的尾涡强度，但其空间衰减梯度较大，使得远场涡强较低。