亚临界雷诺数圆柱涡致振动的实验研究

近年来,数值模拟结果表明圆柱涡致振动现象可在低至20的亚临界雷诺数下发生,但目前尚无相关实验证明该种现象的存在。本文首先研发了适用于低雷诺数流固耦合实验的旋转水槽,而后在此基础上开展了亚临界雷诺数下圆柱涡致振动实验,分别研究了支撑频率和雷诺数对涡致振动响应的影响。发现圆柱涡致振动存在的最低雷诺数为23,与数值模拟结果接近,证实了亚临界雷诺数涡致振动的存在;另外,发生亚临界涡致振动时,在尾迹区观测到了频率与圆柱振动频率一致的卡门涡脱,说明弹性支撑特性会使得流动稳定性降低,证实了相关数值模拟结果的正确性。