大柔性圆柱体涡激振动：流固耦合非线性时域分析

"这篇论文是2012年第31卷第9期《振动与冲击》杂志上发表的，由黄维平、刘娟和唐世振合作完成，主要研究了考虑流固耦合的大柔性圆柱体涡激振动的非线性时域模型。" 在涡激振动（Vortex Induced Vibration, VIV）领域，圆柱体在流体中的振动行为是一个重要的研究课题，尤其在海洋工程和结构动力学中。这篇论文的核心贡献在于提出了一种新的非线性模型，该模型结合了流固耦合的涡激升力模型和Mofison方程，以更全面地描述圆柱体在流体中的动态响应。 传统的涡激振动分析通常只关注圆柱体在顺流向的振动，即由于脉动拖曳力引起的振动。然而，此模型扩展了这一概念，不仅考虑了顺流向的振动，还考虑了圆柱体在横向（垂直于流动方向）的流固耦合效应。这意味着模型能够处理圆柱体在多维度上的复杂运动。 论文中的非线性特性体现在两个关键方面：一是流体阻尼的非线性，即随着圆柱体速度的变化，流体对其的阻力也会变化；二是涡激升力与圆柱体响应之间的相关性，涡旋的生成和脱落并非独立于圆柱体的振动，而是相互影响。这两点非线性特性使得该模型在理解和预测大柔性圆柱体的涡激振动行为上具有更高的准确性。 通过分析，该模型显示出了对圆柱体涡激振动本质的深刻理解，并且与现有的商业软件计算结果有较好的一致性，这证明了模型的有效性和实用性。该模型的建立为理解和控制涡激振动提供了新的理论工具，对于改进结构设计，减少不必要的振动和能耗具有重要意义。 关键词涉及到的关键概念包括涡激振动、流固耦合、涡激升力和动力分析，这些都是工程技术和海洋工程领域的核心研究内容。论文的分类号“TU311.3”表明它属于土木工程中的结构力学和地震工程领域，而文献标识码“A”则表明这是一篇原创性的学术研究文章。 这篇论文为理解和模拟大柔性圆柱体在流体中的非线性涡激振动提供了一个创新的数学模型，为相关领域的工程设计和研究提供了有力的理论支持。