位于小圆柱尾流中圆柱的流致振动研究

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1、国内图书分类号：TP24学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工学硕士学位论文位于小圆柱尾流中圆柱的流致振动研究硕士研究生：安然导师：AlamMd.Mahbub教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理所在单位：深圳研究生院答辩日期：2014年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:0355U.D.C:530DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFLOW-INDUCEDVIBRATIONOFACYLINDERINTHEWA

2、KEOFANOTHEROFSMALLERDIAMETERCandidate:AnRanSupervisor:Prof.AlamMd.MahbubAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringandThermoDynamicsAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2014Degree-Conferring-Institution:HarbinInstit

3、uteofTechnology摘要由于流动诱发振动在现实生活中的普遍性与危险性，例如核电站中的冷却设施，如果控制不当，可能导致管道损坏，甚至会导致核泄漏等辐射危害居民健康，故为研究流动诱发振动机理，本文选取双圆柱为研究模型，前后圆柱大小不同，串列布置，下游圆柱两端端部用弹簧上下连接使可以沿垂直于来流方向进行自由振动。在本课题中d/D分别为0.2,、0.4、0.6、0.8以及1.0，通过改变前圆柱位置实现改变L/d，变化为1.0–5.5。其中L为上游圆柱中心与后圆柱前驻点的距离，d与D分别为前后圆柱直径。通过实验发现，在

4、L/d=1.0时，在d/D为0.2–0.8有剧烈振动（驰振）,在1.0

5、振幅不变。更一步指出的是，驰振后尾流的流动所得频谱图呈现两个峰值，分别对应于振动固有频率与涡脱落频率。前者在尾流中一直存在，但后者随着流动快速消失。在前圆柱尺寸变小时，其对应的尾流相对变窄，使再附着点接近后圆柱的前驻点，因此该剪切层能在圆柱上下交替摆动，引起圆柱振动。关键字：不同串联圆柱；流致振动；涡脱落；能量转换IABSTRACTFlow-inducedvibration(FIV),duetoitslargeamplitudeandfrequentoccurrence,isaseriousproblemassocia

6、tedwiththecooling/heat-exchangersystemsinnuclearplants.Thisthesispresentsthecross-flowinducedresponseofaboth-end-spring-mountedcircularcylinder(diameterD)placedinthewakeofarigidcircularcylinderofsmallerdiameterd.Whilethediameterratiod/Disvariedfrom0.2to1.0,thecy

7、linderspacingL/disfrom1.0to5.5,whereListhedistancebetweenthecenteroftheupstreamcylindertotheforwardstagnationpointofthedownstreamcylinder.Alateralviolentvibrationofthecylinderisobservedford/D=0.2~0.8atL/d=1.0,ford/D=0.24~0.6at1.0

8、3.5,andford/D=0.2at3.5