CFD-FSI simulation of vortex-induced vibrations of a circular cylinder with low mass-damping

Borna, Amir; Habashi, Wagdi G.; McClure, Ghyslaine; Nadarajah, Siva K.

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자료유형: 학술저널

저자정보: Borna, Amir (Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University) Habashi, Wagdi G. (Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University) McClure, Ghyslaine (Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University) Nadarajah, Siva K. (Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University)

저널정보: 테크노프레스 Wind & structures Wind & structures 제16권 제5호

발행연도: 2013.1

수록면: 411 - 431 (21page)

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A computational study of vortex-induced transverse vibrations of a cylinder with low mass-damping is presented. An Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation of the Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations (URANS), along with the Spalart-Allmaras (SA) one-equation turbulence model, are coupled conservatively with rigid body motion equations of the cylinder mounted on elastic supports in order to study the amplitude and frequency response of a freely vibrating cylinder, its flow-induced motion, Vortex Street, near-wake flow structure, and unsteady loading in a moderate range of Reynolds numbers. The time accurate response of the cylinder from rest to its limit cycle is studied to explore the effects of Reynolds number on the start of large displacements, motion amplitude, and frequency. The computational results are compared with published physical experiments and numerical studies. The maximum amplitudes of displacements computed for various Reynolds numbers are smaller than the experimental values; however, the overall agreement of the results is quite satisfactory, and the upper branch of the limit-cycle displacement amplitude vs. reduced velocity response is captured, a feature that was missed by other studies. Vortex shedding modes, lock-in phenomena, frequency response, and phase angles are also in agreement with experiments.

#vortex-induced vibrations #URANS #fluid-structure interaction #low mass-damping #turbulent flows

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이 논문의 저자 정보

Borna, Amir

소속기관 Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 1 이용수 16

Habashi, Wagdi G.

소속기관 Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 2 이용수 16

McClure, Ghyslaine

소속기관 Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학 공학 > 기타공학 > 기타 공학

논문수 2 이용수 19

Nadarajah, Siva K.

소속기관 Computational Fluid Dynamics Laboratory, Department of Mechanical Engineering, McGill University

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 1 이용수 16

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