Análisis de Estabilidad Lineal sobre la Vibración Inducida por Flujo de un Cilindro Rotatorio Montado de Forma Elástica
Autores: Lu, Jianfeng; Zhang, Zhiyu; Zhang, Xing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de Estabilidad Lineal sobre la Vibración Inducida por Flujo de un Cilindro Rotatorio Montado de Forma Elástica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Análisis de estabilidad lineal
Vibración inducida por el flujo
Rotación forzada
Velocidad reducida
Modos dominantes
Estructuras offshore
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos un análisis de estabilidad lineal sobre la vibración inducida por el flujo de un cilindro montado de manera elástica y sometido a rotación forzada. Se investigan cuatro series de casos, con diferentes combinaciones de grados de libertad en oscilación y número de Reynolds. Para cada serie de casos, se considera un amplio rango de velocidad reducida a diversas tasas de rotación. Se presentan las variaciones de crecimiento y frecuencia con la velocidad reducida para los modos predominantes. Algunos fenómenos observados en estudios numéricos previos se interpretan utilizando los resultados del análisis de estabilidad lineal. La supresión de la separación de vórtices a una tasa de rotación moderada se explica por la ausencia de un modo de fluido inestable. El aumento de la amplitud en un rango alto de tasa de rotación se explica por la aparición de un modo elástico inestable. Las propiedades de estabilidad de los modos predominantes proporcionan una nueva perspectiva sobre las influencias de la rotación forzada en la vibración inducida por el flujo. Los resultados del estudio actual tienen importantes implicaciones en el diseño de estructuras offshore y dispositivos de recolección de energía.
Descripción
En este artículo, presentamos un análisis de estabilidad lineal sobre la vibración inducida por el flujo de un cilindro montado de manera elástica y sometido a rotación forzada. Se investigan cuatro series de casos, con diferentes combinaciones de grados de libertad en oscilación y número de Reynolds. Para cada serie de casos, se considera un amplio rango de velocidad reducida a diversas tasas de rotación. Se presentan las variaciones de crecimiento y frecuencia con la velocidad reducida para los modos predominantes. Algunos fenómenos observados en estudios numéricos previos se interpretan utilizando los resultados del análisis de estabilidad lineal. La supresión de la separación de vórtices a una tasa de rotación moderada se explica por la ausencia de un modo de fluido inestable. El aumento de la amplitud en un rango alto de tasa de rotación se explica por la aparición de un modo elástico inestable. Las propiedades de estabilidad de los modos predominantes proporcionan una nueva perspectiva sobre las influencias de la rotación forzada en la vibración inducida por el flujo. Los resultados del estudio actual tienen importantes implicaciones en el diseño de estructuras offshore y dispositivos de recolección de energía.