圆柱涡激振动仿生抑制结构优化与减振降载特性研究

来源：振动与冲击杂志2026年第3期北京时间：

作者：毛乾羽，郝文星wstar_usx，唐毅，金东梁

单位：绍兴文理学院智能工程学院，浙江绍兴312000

摘要：抑制钝体涡激振动<span>(</span><span>vortex-induced vibration,VIV)</span>是研究热点，受蒲公英种子冠毛结构启发，提出一种竖向孔板结构，经正交试验法设计9组不同孔板参数方案，通过计算流体力学数值仿真分析其减振降载性能，并探讨最优方案在不同约化速度下的特性。结果表明，影响孔板性能主次因素依次为板柱间距、孔板长度、孔隙率。最优方案为板柱间距0.6D、孔隙率30%、孔板长度1.5D，能使圆柱顺流向与横流向振幅分别降低90.59%和98.71%，升力系数均方根值与阻力系数平均值分别降低91.45%和30.43%。低约化速度下，优化孔板通过多孔耗散机制减弱涡脱强度，进而改善流场稳定性与圆柱表面压力分布，减少涡激载荷，以抑制圆柱振动。高约化速度下，孔板调控失效且开口射流加剧流场扰动，促使圆柱尾缘及孔板两侧生成并脱落更大尺度的旋涡，导致圆柱表面压力分布不均，涡激载荷增强，最终加剧圆柱振动。<br>

关键词：正交试验法；涡激振动；竖向孔板；减振降载；约化速度