The invention discloses a device and method for suppressing eddy-induced vibration of blunt body flow based on synthetic jet, which belongs to the technical field of flow control. The invention is realized by symmetrically arranging two synthetic jets near the separation point of the vortices around the blunt body. The synthetic jet device is composed of an orifice, a cavity and a vibrator. The orifice connects the external flow field of the blunt body, and the fluids inside the cavity are the same as those outside the blunt body. The cavity is connected with the outside through the orifice inside the blunt body, and the direction of the jet is at an angle with the tangent direction of the cylinder at the position of the orifice. When the synthetic jet is opened, the symmetry at the separation points of the cylinder can be enhanced, and the flow symmetry can be enhanced. The original anti-symmetrical alternating shedding vortex structure is restrained and transformed into symmetrical shedding vortex structure. In symmetrical mode, the unsteady loads induced by shedding vortices offset each other, thus suppressing the vortex-induced vibration.
【技术实现步骤摘要】
一种基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的装置和方法
本专利技术属于流动控制
,具体涉及一种合成射流抑制钝体绕流涡致振动的装置和方法。
技术介绍
在各类工程领域,经常可见流体流过钝体结构,如海上平台的支柱等。当流体流过钝体,如圆柱、方柱、矩形柱后,产生反对称交替脱落旋涡,升力脉动较大,易于产生涡致振动,进而导致疲劳破坏。在流动控制领域,合成射流是一种高效的主动控制装置。通过周期性驱动,带动腔体内的流体发生运动,在孔口发生周期性吹、吸作用,形成合成射流。施加合成射流可以有效的改变整个流场的流动特性,实现高效、迅速的控制。
技术实现思路
本专利技术为了实现对涡致振动的主动抑制,提出了一种基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的装置和方法。本专利技术所述的基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的装置和方法,通过将两个合成射流对称布置在钝体绕流分离点附近实现。所述的合成射流装置由孔口、腔体和振动器构成,孔口连接钝体外部流场,腔体内部流质与钝体外部流质相同。所述腔体在钝体内部,通过孔口与外部相连,射流方向与孔口所在位置处圆柱切线方向呈一定角度(0°~45°)。孔口为沿钝体表面的狭缝结构,狭缝宽度为钝体特征尺寸的1%,如为圆柱直径的1%。合成射流装置位于钝体内部,腔体为空槽,具体形状不固定,可依据需求设计制造,振动器可以为活塞或振膜,通过连杆机构实现直线往复运动。应当保证振动器形状同腔体形状匹配,使得振动器能顺利往复运动,并有效减小或扩大腔体体积。合成射流振动器开启后,振动器开始周期性振动,腔体内流体被驱动开始运动,流体通过孔口流出或流入腔体,此时在孔口附近对外部流场形成周期 ...
【技术保护点】
1.一种基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的方法,其特征在于:将两个合成射流对称布置在钝体绕流旋涡分离点附近,合成射流振动器开启后,振动器开始周期性振动,腔体内流体被驱动开始运动,流体通过孔口流出或流入腔体,此时在孔口附近对外部流场形成周期性吹、吸过程;每个周期的控制信号,对应形成一个周期的吹、吸过程,上下对称合成射流的振动器的振动相位一致,开启合成射流后能增强钝体上下分离点处对称作用,增强流动对称特性,涡结构为对称脱落模式,脱落的涡结构诱导的垂直于流向的非定常载荷彼此抵消,进而实现对涡致振动的抑制。
【技术特征摘要】
2018.04.03 CN 20181028681591.一种基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的方法,其特征在于:将两个合成射流对称布置在钝体绕流旋涡分离点附近,合成射流振动器开启后,振动器开始周期性振动,腔体内流体被驱动开始运动,流体通过孔口流出或流入腔体,此时在孔口附近对外部流场形成周期性吹、吸过程;每个周期的控制信号,对应形成一个周期的吹、吸过程,上下对称合成射流的振动器的振动相位一致,开启合成射流后能增强钝体上下分离点处对称作用,增强流动对称特性,涡结构为对称脱落模式,脱落的涡结构诱导的垂直于流向的非定常载荷彼此抵消,进而实现对涡致振动的抑制。2.根据权利要求1所述的一种基于合成射流的抑制钝体绕流涡致振动的方法,其特征在于:所述振动器的振动频率为涡脱落固有频率的整数倍或者半整数倍,振动器振幅应当保证孔口射流的最大速度能达到自由来流速度的1-10倍或更大。3.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯立好,刘厉扬,王晋军,潘翀,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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