بررسی آزمایشگاهی ارتعاش ناشی از گردابه در سازه‌های استوانه‌ای قائم: بررسی تاثیر شرایط انتهایی بر رفتار ارتعاشی سازه

Abstract

در سال‌های اخیر، مطالعه آزمایشگاهی پدیده ارتعاش ناشی از گردابه، یکی از موضوعات مورد علاقه در بین محققین بوده‌است. با این حال فرضیات و روش‌های مورد استفاده در هر آزمایش، منجر به نتایج به نسبت متفاوتی در تحقیق‌های صورت گرفته، شده است. در مقاله حاضر، با استفاده از یک استوانه، به بررسی و تحلیل اثر شرایط انتهایی در پاسخ‌های ارتعاشی استوانه‌های در معرض جریان آب پرداخته شده است. برای این منظور یک استوانه صلب که به صورت ارتجاعی در یک حوضچه کشش نصب شده، در دو حالت با و بدون ورق انتهایی مورد آزمایش قرارگرفته است. محدوده اعداد رینولدز آزمایش شده از 5.8×103 تا 6.6×104 است. به منظور کنترل روش آزمایشگاهی مورد استفاده، داده‌های بدست آمده در این تحقیق، برای حالتی که ورق انتهایی به استوانه الصاق شده، با داده‌های مشابه آزمایشگاهی دیگر محققین مورد مقایسه قرارگرفته است. مقایسه نتایج این تحقیق با کارهای گذشته، گویای درستی روش مورد آزمایش بوده است. براساس نتایج این تحقیق ورق انتهایی تاثیر قابل توجهی بر دامنه بدون بعد ارتعاشی استوانه خواهد داشت. همچنین، با حذف ورق انتهایی نمودار دامنه بدون بعد استوانه به سرعت‌های کاهش یافته بالاتری انتقال می‌یابد. در پاسخ بسامدی استوانه، حذف ورق انتهایی منجر به مقادیر کمتری برای بسامد استوانه شده است. بررسی ضریب نیروی برآیی نیز گویای روند مشابهی با آنچه که در دامنه بدون بعد دیده شد، می‌باشد. بطور کلی، بر اساس نتایج این تحقیق، حذف ورق انتهایی منجر به تحریک بیشتر استوانه در معرض جریان خواهد شد.