卡門渦街下懸臂梁的振動

當一個細長物體以一定角度放置在緩慢流體流動中時,會出現異常現象,因為 這時會出現規則性的渦流。這種現象稱為卡門渦街流,渦流從物體兩側交替脫落,其頻率可預測。日常生活中我們經常會遇到這種現象,例如電話線上發出的聲音以及汽車無線電天線在氣流中的振動。從工程的角度而言,重要的是預測流體在不同流速時的振動頻率,從而避免固體結構振動時與渦脫落產生共振。例如,為幫助減少此類效應的產生,設備工程師們在高煙囪的上部放置了一個螺旋形減振裝置;由此產生的形狀變化阻止了渦流從煙囪不同位置脫落時對其結構產生的干擾。

本案例展示了一圓柱繞流形成的卡門渦街流與一懸臂梁形成耦合振動的過程,模擬結果如圖所示:

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