渦振
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-05
渦振的視頻教程
（重磅）近壁彈性圓柱渦振 s/d=1.5（雙向耦合workbench）
附件是未計算的初始保存文件 ? ? ? 渦激振動是非常常見的現象，特別對于結構物來說，比如海底管道，輸油管，電纜，都很容易導致疲勞損傷。 ? ? ? 本模擬基于圓柱類結構物，考慮渦激振動對圓柱振幅，及圓柱尾流場的影響，并研究了間隙比s/d=1.5情況下壁面對尾流場及圓柱振幅的影響。
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渦振的實例教程
橋梁渦振是一種兼有自激振動和強迫振動特性的有限振幅振動，它在一個相當大的風速范圍內，可保持渦激頻率不變，產生一種“鎖定”(lock-on) 現象。
橋梁渦激共振的有限振幅計算是一個十分重要但又異常困難的問題，目前國內外還沒有形成一套比較完整的橋梁渦振分析理論。
實用上，采用一種半理論半實驗的方法，以近似地估算渦激共振的振幅。
渦振的英語是vortex-induced oscillation。
03 顫振
顫振指的是在氣動力的作用下，由于結構本身具有彈性和慣性，流動與結構互相耦合作用而發(fā)生的一種自激振動現象。
抖振通常指的是由于流動本身存在分離、激波附面層干擾等非定常特性，導致加載在彈性結構上的氣動力呈現周期性而造成的結構強迫響應。也就是說在傳統(tǒng)定義下，經典顫振是一種自激振動。
除此之外，還有大攻角下的失速顫振現象，有的學者認為這類存在強分離條件的結構振動是顫振與抖振共存的。
展開 橋梁箱梁渦激振動（渦振）仿真 ￥245
幾何模型與流體域：
幾何模型取用的知網某論文，網格全四邊形，計算精度高，用的層疊網格。
udf導入：2dof，龍格庫塔法
監(jiān)測：x、y向位移，三分力系數等
結果：速度云圖
結果：位移時程曲線
圖3 索塔構造圖（單位：cm）
獨柱鋼塔由于橋面以上塔柱截面尺寸較小，而且鋼結構阻尼比小，易產生風振問題。對于矩形塔柱這種細長的鈍體斷面，可能發(fā)生的風振是馳振、渦振及抖振。通過數值風洞試驗和模型試驗，證明本橋獨柱塔無馳振這一發(fā)散的危險性振動，但在特定風速下，在橋塔自立狀態(tài)（即塔柱施工完掛斜拉索之前），可能產生較大振幅的渦激共振。進一步的風洞試驗研究表明，通過提高獨柱鋼塔的阻尼比，可以有效地減小渦振振幅。我國公路橋梁抗風設計規(guī)范中，鋼結構的阻尼比為0.5%，但實測的國內泰州大橋鋼中塔及日本的許多鋼塔，阻尼比均小于0.5%。日本規(guī)范建議對不同的振動頻率，采用不同的阻尼比。本橋鋼塔的特征振動頻率為0.23Hz，對應此頻率日本規(guī)范建議采用0.15%的阻尼比較合適。模型試驗中，對鋼塔阻尼比分別為0.1%、0.25%、0.5%、1.0%、1.2%都進行了風洞試驗。結果表明，當阻尼比為1%時，渦振振幅小于10cm；當阻尼比為1.2%時，已無渦振現象。在橋塔自立狀態(tài)時，通過增設TMD的措施來提升結構阻尼比，以抑制渦激共振和抖振振幅，當設置30噸TMD時，鋼塔阻尼比可達到1.2%。因此，設計采用在塔頂設置TMD 的方法來解決鋼塔渦振問題。
結構支承體系
由于采用獨柱鋼塔，為保證景觀效果，索塔在主梁處不設下橫梁，上部結構采用縱向漂浮體系，索塔與兩側鋼箱梁之間設置橫向抗風支座約束橫向位移，不設豎向支座。索塔與中跨和邊跨的第一道橫梁之間各設置2個縱向黏滯阻尼器（每個索塔4個），以改善結構的動力響應、控制縱向位移，單個阻尼的阻尼系數為1000、速度指數為0.4。黏滯阻尼器對脈動風、剎車和地震引起的動荷載具有阻尼耗能作用，而對溫度和汽車引起的緩慢位移無約束。
展開 已承接并完成的項目涉及能源動力、航空、船舶、建筑、暖通、電力等諸多領域；
本團隊完成的項目：
? 換熱器流固熱耦合三維流場仿真；
? 多種翅片管換熱及流動特性模擬；
? 多孔介質區(qū)域流動模擬；
? 地埋式電纜空間自然對流模擬；
? 室內置換通風流場模擬；
? 建筑風場模擬；
? 濕式冷卻塔換熱模擬；
? 空冷換熱器、空冷島三維換熱流動模擬；
? 風力機等葉輪旋轉機械氣動力模擬；
? 復雜幾何結構氣動外流場模擬；
? 三維動網格模擬；
? 結合結構動力學Newmark-B法采用動網格模擬剛體渦振（二次開發(fā)）；
? 船體興波阻力模擬；
? 飛行器亞音速、跨音速、超音速、高超音速模擬；
? 旋轉電機流動與換熱模擬；
? 室內濕空氣換熱流動非穩(wěn)態(tài)模擬（二次開發(fā)）；
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注：我們不是一支學生團隊，所有成員均為職業(yè)人士，沒有學生。
北京CFD模擬仿真團隊項目介紹.pdf
展開 已承接并完成的項目涉及電廠、能源動力、航空、船舶、建筑、暖通、電力等諸多領域；
本團隊完成的項目：
l 換熱器流固熱耦合三維流場仿真；
鍋爐燃燒優(yōu)化仿真模擬，脫硫脫硝流場模擬；
l 多種翅片管換熱及流動特性模擬；
l 多孔介質區(qū)域流動模擬；
l 地埋式電纜空間自然對流模擬；
l 室內置換通風流場模擬；
l 建筑風場模擬；
l 濕式冷卻塔換熱模擬；
l 空冷換熱器、空冷島三維換熱流動模擬；
l 風力機等葉輪旋轉機械氣動力模擬；
l 復雜幾何結構氣動外流場模擬；
l 三維動網格模擬；
l 結合結構動力學Newmark-B法采用動網格模擬剛體渦振（二次開發(fā)）；
l 船體興波阻力模擬；
l 飛行器亞音速、跨音速、超音速、高超音速模擬；
l 旋轉電機流動與換熱模擬；
l 室內濕空氣換熱流動非穩(wěn)態(tài)模擬（二次開發(fā)）；
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1、鍋爐燃燒優(yōu)化設計模擬
2、脫硫塔流場溫度場模擬優(yōu)化設計項目
3、汽車流場模擬項目
4、旋轉電機熱仿真模擬
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幾何模型與流體域：
幾何模型取用的知網某論文，網格全四邊形，計算精度高，用的層疊網格。
udf導入：2dof，龍格庫塔法
監(jiān)測：x、y向位移，三分力系數等
結果：速度云圖
結果：位移時程曲線
引言
螺旋槳在高速運轉時, 其槳葉會對水流造成擾動, 從而形成渦旋渦振現象, 若螺旋槳的轉速繼續(xù)增加, 其周圍水流的能量會從壓力能迅速轉換為動能, 使其動能升高, 壓強降低。
支撐、轉子及其零部件在不同振型下運動形態(tài)和特征； 通過臨界轉速分析，得到轉子臨界轉速與支承剛度變化規(guī)律； 通過伯德圖計算由不平衡力，軸彎曲或盤傾斜等原因引起的轉子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)同步響應，可直接在圖中顯示臨界轉速及工作轉速范圍，以方便校核工作轉速是否滿足API中關于隔離裕度的要求； 通過非線性諧波響應和瞬態(tài)響應分析能得到相應的軸心軌跡圖、FFT頻譜圖、瀑布圖等； 通過穩(wěn)定性分析可得到渦動速度圖、穩(wěn)定性圖和渦動振型圖等
圖 7：渦輪葉片的典型應力分析
（來自韓國航空航天大學）
DOCAN 還使用海克斯康的 CAEfatigue 分析低周和高周疲勞問題（例如葉片顫振和渦振），以確保設計滿足所需的使用壽命。CAEfatigue 擅長計算渦輪機由于風不可預測性引起的隨機輸入和輸出。
02 渦振
渦振是指在平均風作用下，有繞流實腹斷面后交替脫落的渦旋引起的振動。橋梁渦振研究是空氣動力學的一個分支學科。
和去年“5·5”虎門大橋渦振一樣，今年的“5·18”深圳賽格大廈突然之間的擺動，牽動著全國人民的心，引發(fā)了公眾對超高層建筑的擔憂。“5·18”賽格廣場大廈振動事件發(fā)生后，相關部門的檢測分析進展如何？大廈結構是否安全？振動原因是否查明？……近日，相關單位負責人和專家通過媒體通報了最新進展，闡明了賽格大廈有感振動的直接原因和內在原因。
求該轉子模型的渦動頻率、振型、臨界轉速；并對其進行優(yōu)化設計，將一階正進動臨界轉速值固定在17000rpm。
只是由于A柱渦流和后視鏡尾流的作用，前側窗的來流更加混亂，不易產生規(guī)則且高能的脫落渦，風振現象較弱；而后側窗的來流相對于前側窗更加光順，所以更容易出現風振現象。
上圖給出了某主機廠使用PowerFLOW進行天窗風振分析的結果。
求該轉子系統(tǒng)的渦動頻率、振型、臨界轉速。
轉子系統(tǒng)有限元模型
2 結果分析
對于該復雜的轉子結構，采用SOLID186單元來模擬，支承結構與轉子之間在徑向采用COMBI214來模擬軸承、在軸向采用COMBIN14來約束軸向的位移。由于考慮了支承結構，振動模態(tài)較單純的轉子結構豐富，如支承結構本身的振動模態(tài)、支承與轉子結構同時振動的模態(tài)等，也會出現較多與轉速無關的振動模態(tài)。
軸的兩端為簡支邊界條件，求該轉子結構渦動頻率、振型、臨界轉速。
2 結果對比
結構轉動時會產生離心力，而離心力對結構變形有影響，從而影響轉動模態(tài)，因此預應力轉動結構模態(tài)分析就是考慮結構轉動時的離心力對模態(tài)的影響。不同轉子受到離心力的影響程度不同，對實際轉子應進行無預應力和有預應力的模態(tài)分析進行對比，有時離心力的影響會很大，甚至改變渦動頻率曲線的趨勢。
