ارزیابی پارامترهای هیدرودینامیکی در ارتعاش ناشی از گردابه سازه های استوانه ای با تکیه گاه غیرخطی

ارتعاش ناشی از گردابه پدیده ای مهم است که در سازه های فراساحلی رخ می دهد و می تواند باعث خستگی این سازه ها و آسیب به آن ها شود. مطالعات گذشته نشان می دهد که این سازه ها رفتاری پیچیده و گاهی غیرخطی از خود نشان می دهند. در این مطالعه، به منظور ارزیابی پارامترهای هیدرودینامیکی در این سیستم ها، از یک استوانه صلب با تکیه گاه غیرخطی استفاده شده است. میزان غیرخطی بودن تکیه گاه تغییر داده شده و تاثیر آن بر پارامترهای هیدرودینامیکی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. با حل هم زمان معادلات دوبعدی ناویر-استوکس با میانگین رینولدز و معادله حرکت استوانه، جابه جایی و سرعت استوانه به دست آمده است. ضرایب برآیی، پتانسیل و گردابه محاسبه شده و در نهایت عدد استروهال تعیین شده است. نتایج حاصل شده نشان می دهد که رفتار سیستم از دو شاخه تشکیل می شود. در شاخه ۱ دامنه حرکت استوانه کوچک است اما در شاخه ۲ دامنه حرکت آن چند برابر می شود. با افزایش میزان غیرخطی بودن تکیه گاه، محدوده شاخه ۲ کوچک تر می شود و سرعت نوسان استوانه افزایش می­یابد. هم چنین افزایش میزان غیرخطی بودن تکیه­گاه موجب کاهش نیروی برآیی وارد بر استوانه و عدد استروهال می­شود.

کلیدواژه ها:

Vortex-Induced Vibration ، Non-Linear Support ، Hydrodynamics Parameters ، Strouhal Number ، ارتعاش ناشی از گردابه ، تکیه گاه غیرخطی ، پارامترهای هیدرودینامیکی ، عدد استروهال