一种并列双圆柱体涡激振动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型装置属于土木、海洋及桥梁等工程领域，具体是一种并列双圆柱体涡激振动的控制装置。
【背景技术】
[0002]并列圆柱体在来流的作用下，双圆柱与来流之间相互影响而发生共振，幅度越来越大，对其结构和性能造成严重损伤。目前，国内外的研究者对双圆柱体的涡激振动机理和现象进行了一定的研究，发现了一些影响并列双圆柱体涡激振动特性的主要参数，比如两圆柱体的中心间距、雷诺数以及两个圆柱体的约束方式等。
[0003]在工程应用中结构常以成对圆柱、圆柱阵列出现，并列双圆柱是这类工程结构中最为简化的基本模型，消减其涡激振动的控制装置能够有效减少涡激振动对结构的破坏、延长其使用寿命、提高结构的安全性。
[0004]并列双圆柱绕流的流型、流场特性等与单圆柱绕流相比更加复杂，它除了受Re数的影响外，还受制于两圆柱的中心距比T/D，如图1a所示，其中T是两圆柱中心的间距，D是圆柱的直径。随T/D的不同，图1b给出了并列双圆柱尾流有三类基本流型:1.单钝体流型(1〈T/D〈1.1-1.2) ；2.偏流流型，亦称双稳态流型(1.1-1.2〈T/D〈2_2.2) ；3.平行涡街流型，也称双涡街流型(2-2.5〈T/D)。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种并列双圆柱体涡激振动控制装置
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]本实用新型包括一对并列圆柱体，流体源以及连接管；在每个圆柱体周期性振荡力的待消减段上设置一筒形套层，在该套层上开有多个喷气孔，套层的两端分别与对应的圆柱体表面密封连接；外接的流体源通过设置在连接管上的精密减压阀向套层与圆柱体之间所形成的空间内连续地充入压强为P的流体，使得喷出的流体速度大小为定常来流速度的3?20倍。
[0008]进一步说，所述的并列圆柱体的中心距T为1.1D?3.5D，其中D表示圆柱体的截面直径。
[0009]进一步说，所述的套层与圆柱体为同轴设置，套层外圆表面上沿套层的母线方向等间距开有多个喷气孔。
[0010]进一步说，所述的套层壁厚为0.1D，其中D表示圆柱体的截面直径。
[0011]进一步说，所述的喷气孔直径为0.1D，两个相邻喷气孔的中心距为0.05D_0.ro，其中D表示圆柱体的截面直径。
[0012]进一步说，所述的套层与圆柱体之间的间隙距离为0.02D?0.2D，其中D表示圆柱的截面直径。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014]1、针对并列双圆柱体受水流或气流作用而发生的涡激振动，利用两股喷射流体的交汇对并列双圆柱的外侧边界层进行控制，减弱逆压梯度的影响，从而有效抑制尾流中旋涡脱落的发生，达到控制或抑制并列双圆柱体周期性流体振荡力的目的。
[0015]2、本装置适用性较强，可以控制不同中心距、不同基本流型的并列双圆柱体的尾流，针对不同的流体、来流速度及圆柱体直径(即不同的雷诺数)，只需对流体源的压力或喷气孔角度进行调节，具有更强的可行性，省时省力。
【附图说明】
[0016]图1a是并列双圆柱绕流的不意图；
[0017]图1b是并列双圆柱体尾流基本流型的不意图；
[0018]图2是双圆柱体尾流控制扎控制的整体示意图；
[0019]图3是圆柱体I纵向剖面图4的B — B剖面的剖示图；
[0020]图4是圆柱体I横向剖面图3的A — A剖面的剖示图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0022]如图2、图3和图4所示，本实施例是在并列双圆柱体1、2周期性振荡力的待消减段上分别设置一圆筒形套层3、4，在套层上各开多个喷气孔5、6，套层的两端分别与对应的圆柱体表面密封连接，外接的流体源7通过精密减压阀8及连接管9向套层与圆柱之间所形成的空间内连续地充入压强为P的流体，使得喷出的流体速度大小为定常来流速度的3?20倍。其中P = Po+Pi, P。为喷气孔所受的最大环境压力，P 0.4?4个标准大气压。U?为来流速度，^为喷射孔的出口速度。
[0023]在并列双圆柱体涡激振动的待消减段上分别设置一圆筒形套层，沿套层横截面外侧内壁面指向下游的切线方向，在套层上开多个喷气孔，两圆柱喷气孔轴线方向与来流方向夹角α大小一致，方向相反，即喷气孔关于双圆柱的流向中心面对称分布；套层的两端与圆柱体表面密封连接，然后向套层与圆柱之间所形成的空间内不间断地充入压强为P的流体，该流体通过喷气孔向外切向喷射后即可同时消减并列双圆柱的涡激振动；其中为喷气孔轴线方向与来流方向间的夹角为20°?60°，p = Pc+PpP。为喷气孔所受的最大环境压力，？1为0.4?4个标准大气压。此过程中如果需要气流源的压强大流量小则选择使用空气压缩机；如果需要气流源的压强小但总流量大则选择风机，也可以根据选择要求选择合适的水栗，进行调节。
【主权项】
1.一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，包括一对并列圆柱体，流体源以及连接管，其特征在于: 在每个圆柱体周期性振荡力的待消减段上设置一筒形套层，在该套层上开有多个喷气孔，套层的两端分别与对应的圆柱体表面密封连接；外接的流体源通过设置在连接管上的精密减压阀向套层与圆柱体之间所形成的空间内连续地充入压强为P的流体，使得喷出的流体速度大小为定常来流速度的3?20倍。2.根据权利要求1所述的一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，其特征在于:所述的并列圆柱体的中心距7? 1.1D?3.5D，其中/?示圆柱体的截面直径。3.根据权利要求1所述的一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，其特征在于:所述的套层与圆柱体为同轴设置，套层外圆表面上沿套层的母线方向等间距开有多个喷气孔。4.根据权利要求1所述的一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，其特征在于:所述的套层壁厚为0.1D，其中/?示圆柱体的截面直径。5.根据权利要求1所述的一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，其特征在于:所述的喷气孔直径为0.1D，两个相邻喷气孔的中心距为0.05ZH).5Λ其中/?示圆柱体的截面直径。6.根据权利要求1所述的一种并列双圆柱体涡激振动控制装置，其特征在于:所述的套层与圆柱体之间的间隙距离为0.02D- 0.2 Λ其中/?示圆柱的截面直径。
【专利摘要】本实用新型涉及一种并列双圆柱体涡激振动控制装置。本实用新型包括一对并列圆柱体，流体源以及连接管；在每个圆柱体周期性振荡力的待消减段上设置一筒形套层，在该套层上开有多个喷气孔，套层的两端分别与对应的圆柱体表面密封连接；外接的流体源通过设置在连接管上的精密减压阀向套层与圆柱体之间所形成的空间内连续地充入压强为p的流体，使得喷出的流体速度大小为定常来流速度的3～20倍。本实用新型利用两股喷射流体的交汇对并列双圆柱的外侧边界层进行控制，减弱逆压梯度的影响，从而有效抑制尾流中旋涡脱落的发生，达到控制或抑制并列双圆柱体周期性流体振荡力的目的。
【IPC分类】F16F15/023
【公开号】CN204784420
【申请号】CN201520344631
【发明人】杜鹏飞, 凃程旭, 衡山, 陈叶宇, 余逸琪
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月25日