水平摆式正三棱柱流致振动响应特性及尾流模式

来源：振动与冲击杂志2025年第20期北京时间：

作者：黄韬霖，张志猛zhimengzhang，及春宁，杜牧远，李响赫

单位：天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室, 天津300350

摘要：应用嵌入式迭代浸入边界法对均匀流场中水平摆式正三棱柱的流致振动进行了直接数值模拟，分析了Re=100时不同无量纲摆长R/H（R和H分别为摆长和三棱柱边长）条件下三棱柱的振动响应、流体力特性及泻涡模式。研究发现：随着R/H的增大，三棱柱横流向、顺流向振幅均逐渐增大，摆角振幅则逐渐减小。均匀流中水平摆三棱柱的振动响应表现为3次超谐共振，而流体力则存在倍频锁定和锁定两种模式。根据三棱柱的受力特征和泻涡模式，将振动响应划分为五个阶段，每个阶段又可进一步分为两个子阶段。不同阶段对应不同的泻涡模式，随着R/H的增大，一个周期内从三棱柱上脱落的旋涡数量逐渐增多。在第一子阶段，流体力表现出涡激振动和驰振共存的特征，而在第二子阶段，则表现为驰振特征。在相邻阶段切换时，三棱柱的振动和受力频率出现跳跃，泻涡模式也出现多个模式之间的竞争。<br>

关键词：水平摆；正三棱柱；流致振动；泻涡模式；