Силу аэродинамического демпфирования для цилиндра можно представить в виде двух слагаемых, из которых первое действует в фазе с движением и пропорционально перемещению системы, а второе сдвинуто относительно движения на 0,5 л и пропорционально скорости колебаний.
Величины или их безразмерные аналоги определяются из эксперимента над моделями и зависят от амплитуды колебаний, чисел Струхаля и Рейнольдса.
При определенных условиях сила аэродинамического демпфирования может стать отрицательной и наступит момент, когда приток энергии из воздушного потока к цилиндру станет положительным, т. е. будет иметь место аэродинамическое возбуждение. В конструкции при этом наблюдаются возрастающие колебания.
Можно заключить, что главная причина аэродинамической неустойчивости и, в частности, флаттера — сдвиг по фазе между аэродинамической силой и колебательным движением. Для цилиндра при его колебаниях поперек потока максимальные амплитуды возникают при приведенной скорости для любых значений конструкционного демпфирования.
В случае других типов сечений, имеющих угловые точки, число Струхаля слабо зависит от чисел Рейнольдса, точки срыва потока фиксированы и совпадают с угловыми.
Рассмотрим общий случай взаимодействия тела произвольного профиля с воздушным потоком.
Установлено, что колебания в ветровом потоке могут возбуждаться вихрями, отрывающимися от краев балки жесткости с определенной частотой. При этом они вызывают пульсацию давления, которая может быть разложена на составляющие в направлении потока (лобовое сопротивление) и перпендикулярно к нему (подъемная сила).
Комментариев нет:
Отправить комментарий