كليدواژه :
ارتعاشات ناشي از جريان , پديده قفل بر و نوسانات چرخشي , كنترل فعال ارتعاشات , تعامل جريان-سازه
چكيده فارسي :
در اين مقاله يك استراتژي كنترلي فعال بر مبناي نوسانات چرخشي اجباري به منظور كاهش ارتعاشات ناشي از جريان بر روي يك استوانه دايره اي دو درجه آزادي كه آزادانه در جهات طولي و عرضي حركت مي كند، در نظر گرفته شده است. معادلات حاكم بر ميدان جريان، معادلات ناوير استوكس تراكم ناپذير دو بعدي مي باشد كه به روش حجم محدود گسسته سازي شده است. نسبت فركانسي f_rot/f_n، و نرخ چرخش α، دو پارامتر مهم در نوسانات چرخشي استوانه بوده كه مي بايست بگونه اي تنظيم شوند كه فركانس جدايش گردابه ها بر روي فركانس نوسانات چرخشي اجباري قفل شده و در نتيجه آن، دامنه ارتعاشات عرضي و طولي استوانه كاهش پيدا كند. بر اساس شبيه سازي هاي جامع انجام گرفته در اين مقاله، سه سيستم كنترل فعال حلقه باز منتخب براي سرعت هاي كاهش يافته واقع در ناحيه قفل شدگي فركانسي با پارامترهاي ورودي (براي )، (براي )، و (براي )، به منظور كاهش موثر دامنه ارتعاشات استوانه انتخاب شده اند. اين سيستم ها توانسته اند بيشينه دامنه پاسخ عرضي استوانه را به ترتيب به ميزان 88، 92 و 92 درصد نسبت به حالت كنترل نشده كاهش دهند در حاليكه اين مقادير براي دامنه پاسخ طولي استوانه به ترتيب برابر با 93، 90 و 82 درصد مي باشند.
چكيده لاتين :
In this paper, an active control strategy based on the cylinder forced rotary oscillation is considered to reduce the flow-induced vibration of an elastically mounted two-degree-of-freedom circular cylinder free to vibrate in both transverse and in-line directions. The fluid flow governing equations are two-dimensional incompressible Navier-Stokes model which discretized by means of the finite volume method. The frequency ratio〖 f〗_rot/f_n, and rotation rate α, are two important adjustable parameters which must be selected in such a way that the vortex shedding frequency locked on associated rotational forcing frequency, and the cylinder transverse and in-line vibrations will be suppressed accordingly. Based on comprehensive simulations accomplished in this paper, three different active open-loop control systems is selected in order to effectively reduce the cylinder vibrations for reduced velocities in synchronization region with the following input parameters: (for V_r=5: α=1,f_rot/f_n=1.1), (for V_r=6: α=1,f_rot/f_n=1.3), and (for V_r=7: α=1,f_rot/f_n=1.5). These three control systems are found to decrease the maximum transverse cylinder vibration amplitudes by 88%, 92%, and 92% while the corresponding in-line vibration amplitudes decrease by 93%, 90%, and 82%, respectively.
