Вращательное и поступательное галопирование призм в воздушном потоке
Рябинин А.Н.
1, Бобу Ю.Э.
11Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: a.ryabinin@spbu.ru, st068338@student.spbu.ru
Поступила в редакцию: 18 июня 2022 г.
В окончательной редакции: 7 августа 2022 г.
Принята к печати: 27 августа 2022 г.
Выставление онлайн: 31 октября 2022 г.
В экспериментах в аэродинамической трубе изучены колебания трех призм с прямоугольным поперечным сечением. Призмы располагаются перпендикулярно вектору скорости набегающего потока и с торцов снабжены концевыми шайбами, ограничивающими перетекание воздуха. Упругая подвеска позволяет колебаться телам с шестью степенями свободы. Оказалось, что под действием воздушного потока возникают два режима колебаний тел: поступательные колебания в направлении, перпендикулярном образующей призматических тел и скорости потока, и вращательные колебания вокруг оси, которая параллельна образующей, проходит через центр призмы и перпендикулярна скорости набегающего воздушного потока. Тензометрическим методом в процессе колебаний измерено натяжение двух пружин, входящих в упругую подвеску. Калибровочный эксперимент позволил связать амплитуды колебаний натяжения пружин и сдвиг фаз с амплитудами вращательных и поступательных колебаний призм. Оказалось, что призма с отношением высоты к ширине поперечного сечения 0.22 в потоке подвержена вращательным колебаниям. Увеличение отношения высоты к ширине до 0.36 ведет к уменьшению амплитуды вращательных колебаний и появлению поступательных. Диапазоны существования вращательных и поступательных колебаний перекрываются. Дальнейшее увеличение отношения высоты к ширине до 0.43 сопровождается интенсивным поступательным галопированием. Ключевые слова: галопирование, плохо обтекаемое тело, аэродинамическая труба, тензометрический датчик, поступательные колебания, вращательные колебания. DOI: 10.21883/JTF.2022.12.53745.162-22
- G.V. Parkinson, N.P.H. Brooks. J. Appl. Mech., 28, 252 (1961)
- G.V. Parkinson, J.D. Smith. Quart. J. Mech Appl. Math., 17, 225 (1964)
- M. Novak. ASCE J. Engin. Mech. Div., 95, 115 (1969)
- G. Alonso, A. Sanz-Lobera, J. Meseguer. J. Fluids Struct., 33, 243 (2012). DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2012.04.008
- G. Alonso, E. Valero, J. Meseguer. Europ. J. Mech. B. Fluids, 28, 328 (2009). DOI: 10.1016/j.euromechflu.2008.09.004
- G. Piccardo, L. Carassale, A. Freda. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 99, 748 (2011). DOI: 10.1016/j.jweia.2011.03.009
- Дж.М.Т. Томпсон. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике (Мир, М., 1985) [Пер. с англ. J.M.T. Thompson Instabilities and Catastrophes in Science and Engineering (John Wiley \& Sons, NY., 1982)]
- R.D. Blevins, W.D. Iwan. J. Appl. Mech., 41, 1113 (1974)
- Y.M. Desai, A.H. Shah, N. Popplewell. J. Eng. Mech., 116 (12), 2583 (1990)
- М.А. Ковалев. Уч. зап. Ленингр. ун-та. 7, 61 (1939)
- С.Д. Саленко, А.Д. Обуховский, Ю.А. Гостеев, Ю.В. Телкова. Теплофизика и аэромеханика, 17, 313 (2010). [Пер. на англ. S.D. Salenko, A.D. Obukhovsky, Y.A. Gosteev, Y.A. Telkova. Thermophys. Aeromech., 17, 291 (2010). DOI: 10.1134/S0869864310020149]
- А.Н. Рябинин, Н.А. Киселев. Вестн. СПб ун-та. Сер. 1, 3 (2), 315 (2016). DOI: 10.21638/11701/spbu01.2016.216
- А.Н. Рябинин, Р.В. Шмигирилов. ЖТФ, 91 (5), 758 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.05.50686.335-20 [A.N. Ryabinin, R.V. Shmigirilov. Techn. Phys., 66 (6), 787 (2021). DOI: 10.1134/S1063784221050200]
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.