Прямое численное моделирование аэроупругих колебаний стержня большого удлинения для режимов, близких к резонансным
С.В. Погудалина, Н.Н. Федорова
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия
pogudalina@itam.nsc.ru
Ключевые слова: аэроупругость, сопряженные задачи, взаимодействие потоков со структурами, ветровые воздействия, численное моделирование, структура течения, вихревая дорожка Кармана, резонанс
Страницы: 183-192
Аннотация
Представлены результаты численного моделирования колебаний упругого стержня, высота которого существенно больше поперечного размера и который установлен перпендикулярно внешнему потоку и жестко закреплен на подложке. Моделирование выполнено в программном комплексе ANSYS с использованием технологии двунаправленного сопряжения. Вычислены собственные частоты и формы колебаний стержня. Проанализирована структура и описаны особенности течения воздуха в окрестности модели. Исследован процесс возбуждения колебаний упругого стержня под действием внешнего потока и определено его напряженно-деформированное состояние. Определены режимы колебаний в направлении набегающего потока и в поперечном направлении. Показано, что при близких значениях первой собственной частоты и частоты схода вихрей амплитуда колебаний стержня в поперечном направлении резко увеличивается до значения, приблизительно равного 0,06 высоты стержня, после чего устанавливается автоколебательный режим с постоянной амплитудой в поперечном направлении и переменной амплитудой в направлении набегающего потока.
DOI: 10.15372/PMTF20210218 |
