海洋工程装备与技术 ›› 2026, Vol. 13 ›› Issue (1): 46-57.doi: 10.12087/oeet.2095-7297.2026.01.06
贾志超1, 2,刘明月1, 2,郭琳3
JIA Zhichao1, 2, LIU Mingyue1, 2, GUO Lin3
摘要: 为研究内流作用下悬臂取水管的动力稳定性,采用流-固耦合 (FSI)开展数值研究,并与文献中的试验数据进行对比,以验证模型的准确性。结果表明,当内流速度超过临界值时,管道发生以一阶模态为主的颤振失稳,呈现大振幅颤振与小振幅抖振共存的复合振动模式。位移与应变分布在自由端振幅最大,近固定端应变能更高,且响应呈周期性波动,反映系统存在非稳态能量交换。流场分析揭示,取水管入口存在强烈吸入效应,伴随显著加速与降压,压降符合Kuiper修正负压范围。涡量场显示非对称涡结构随振动同步演化,可能诱发周期性侧向激励。相较于试验,采用双向流-固耦合的数值方法可实现全场、全时流-固耦合信息同步获取,突破测点局限,揭示流动分离、涡脱落与结构振动的能量传递路径,具备机理解析、参数可调与高分辨率等优势,弥补了试验研究的缺失信息,从而为进一步深入研究流致振动提供可能。
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