even2004： workbench和CFX三维杆件涡激振动仿真计算
运用workbench和CFX进行三维杆件涡激振动仿真计算。
杆件模型workbench中建立，为钢结构。截面高度1.4m左右,总长50m左右，两端固接。
空气流场在CFX中建立。然后进行流固耦合计算。
杆件全貌
杆件局部网格
杆件模态
固有频率3.4Hz
空气流场
网格全貌
杆件变形及涡街图
下面介绍一下计算思路。
1。网格划分和材料设置。
网格是在ICEM中划分的。平面网格划分如下;网格数为7000，将杆件分为了16份，总网格数为112000。杆件为钢材，在workbench中设定如下
2。介绍一下涡激振动中的锁定现象。
静态钝体绕流时，涡脱落频率是风速的线性函数。涡激振动时，在某一风速范围内，涡脱落频率被结构固有频率所‘俘获’，此时涡脱落频率已不再是风速的线性函数。如下图所示：
3。确定杆件的阻尼比。
共振时，杆件的阻尼比对结构的最大振幅影响很大，随者阻尼比的增加，共振振幅会下降很快。我们可以从单自由度简谐振动来理解。对单自由度间谐振动。振动方程为：
其共振时的解为，
共振时振幅随阻尼变化图为，
因为此流固耦合分析类型为Flexible Dynamic。此分析类型中对结构阻尼的设定与结构的振动频率有关。
计算过程如下：
4。风速的确定。
通过模态分析可知，杆件的固有频率是3.4Hz,调整风速，使气流的涡脱落频率与杆件的固有频率接近。首先进行静止绕流计算，当风速v=29m/s时，涡脱落频率f=3.5HZ,与杆件的固有频率接近，以此风速去吹杆件。使之共振。升力系数曲线图和阻力系数曲线图如下：
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