ИСТИНА

Исследована сопряжённая плоская двумерная задача об аэроупругих свободных угловых колебаниях круговых и эллиптических цилиндров при наличии вязко-упругой связи в виде углового шарнира с коэффициентом упругости k и с коэффициентом демпфирования c в потоке несжимаемой вязкой среды. Была использована бессеточная безытерационная вычислительная технология метода вязких вихревых доменов [1] численного решения задач, в рамках которой сплошная среда и подвижное твёрдое тело представляются как единая динамическая система (без расщепления на последовательные гидродинамическую и динамическую составляющие). Воспроизведены свободные незатухающие угловые колебания в потоке кругового цилиндра на державке с величиной амплитуды порядка 0.1 от радиуса цилиндра. Проведено сравнение с известными результатами расчётов и экспериментов для круговых и эллиптических цилиндров [2]. Подтверждена эффективность бессеточной численной технологии метода ВВД, дающей возможность исследовать влияние безразмерных параметров в задаче на частоты и амплитуды свободных угловых колебаний эллиптических цилиндров, закреплённых на державке, в набегающем потоке вязкой жидкости. Использование коэффициента вязкого трения c для линейно-упругих шарниров позволяет смоделировать отбор полезной мощности из потока набегающей среды. Для случая чисел Рейнольдса порядка Re = 500 (по большой полуоси a эллипса) получено увеличение амплитуды для случая эллиптического цилиндра по сравнению с круговым цилиндром почти в 2 раза. Это подтверждается известными результатами расчётов и экспериментов при тех же значениях приведённой скорости, и при соответствующих числах Рейнольдса ([2]). Показано, что при фиксированном значении коэффициента упругости для пружины k и при фиксированной относительной плотности цилиндра ρ, и при изменении коэффициента отбора мощности в упругой пружине c существует такое значение c, при котором средняя по времени полезная мощность Wmean является максимальной. [1] Гувернюк С.В., Дынникова Г.Я. Моделирование обтекания колеблющегося профиля методом вязких вихревых доменов // Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 1. С. 3-14. [2] Hong Gun Sung, Hyoungsu Baek, Sup Hong, Jong-Su Choi. Numerical study of vortex-induced vibration of pivoted cylinders. Journal of Ocean Engineering. Volume № 93. 2015. Pp. 98-106.