专利名称：圆柱绕流升力抑制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆柱绕流升力抑制装置。
背景技术：
目前，圆柱被广泛使用于海洋工程平台的支撑立柱，而此支撑立柱仅仅包括圆柱本体，圆柱绕流现象将会对海洋工程平台造成影响，这是因为在以往研究中，流体流经圆柱时，在低雷诺数处<7游;多/f 圆柱上下游的流线前后对称，依附在圆柱周边的边界层不会发生分离现象，当雷诺数逐渐增大时(l〈Re〈500)，边界层开始脱离，流体在圆柱下游形成一对旋涡，Re=90-200时，此对旋涡在圆柱背流面不断的交替生成及脱离，并在尾涡区形成交替排列、旋转方向相反、有规律且较稳定的两行旋涡，这种现象称为卡门涡街。出现卡门涡街时，一方面在来流方向上会产生压差阻力和由流体粘性产生的摩擦阻力，另一方面在 垂直于流体的方向上会对圆柱会产生一个周期性的交变作用力即升力，当交变作用力的频率与圆柱的固有频率接近时，便会产生共振，使圆柱的振动加剧，极易发生涡激振动，导致疲劳破坏，将会对海洋工程结构带来严重影响。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种圆柱绕流升力抑制装置，能够在低雷诺数(雷诺数Re不大于200)下有效抑制圆柱在流体中受到的升力。本实用新型所采取的技术方案是提供一种圆柱绕流升力抑制装置，包括圆柱，它还包括底面为等边三角形的直棱柱，所述的直棱柱设于来流体和圆柱之间，所述直棱柱的背流面和来流方向垂直，所述直棱柱的两个迎流面的夹角的平分线经过圆柱横截面圆的圆心，所述直棱柱的背流面到圆柱侧面的距离大于圆柱直径的I. 5倍且小于圆柱直径的3. 5倍。采用以上结构后，本实用新型圆柱绕流升力抑制装置有以下优点由于在流体与圆柱之间设有底面为等边三角形的直棱柱，且所述直棱柱的背流面到圆柱侧面的距离大于圆柱直径的I. 5倍且小于圆柱直径的3. 5倍，适当位置放置的直棱柱能够对圆柱后流场中涡的形成带来较大影响，降低圆柱所受到的升力，从而达到抑制圆柱绕流升力的作用。作为优选，所述直棱柱的背流面到圆柱侧面的距离为圆柱直径的2. 5倍，直棱柱放置在此位置时，圆柱受到的升力最小。作为进一步优选，所述直棱柱底面三角形边长为圆柱直径的0. 2倍，直棱柱底面采用此长度，圆柱受到的升力最小。
图I为本实用新型圆柱绕流升力抑制装置位置关系示意图。图中，I、圆柱，I. I、圆心，2、直棱柱，2. I、背流面，2. 2、迎流面，3、来流体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细的说明。如附图所示，所述的一种圆柱绕流升力抑制装置，包括圆柱1，它还包括底面为等边三角形的直棱柱2，所述的直棱柱2设于来流体3和圆柱I之间,所述直棱柱2的背流面
2.I和来流方向垂直，所述直棱柱2的两个迎流面2. 2的夹角的平分线经过圆柱I横截面圆的圆心I. 1，所述直棱柱2的背流面2. I到圆柱I侧面的距离大于圆柱I直径的I. 5倍且小于圆柱I直径的3. 5倍。本实用新型在具体实施时，所述直棱柱2的背流面2. I到圆柱I侧面的距离为圆柱I直径的2. 5倍，也就是直棱柱2的底面即等边三角形背流面上边的中点到直棱柱2两迎流面夹角平分线与圆柱I横截面圆相交点的距离。所述直棱柱2底面三角形边长为圆柱I直径的0. 2倍。圆柱I所受升力如下表所示，从表中可见，当直棱柱2的背流面2. I到圆柱I侧面的距离为圆柱I直径的2. 5倍时，圆柱本体I所受的升力最小。
圆柱所受升力j直棱柱I与来流方向垂直的侧面到圆柱2侧面的距离
0. 6416_圆柱直径_
0. 4037I. 5倍圆柱直径
0. 3797Ir倍圆柱直径
0. 37672. 5倍圆柱直径
0. 3903Ir倍圆柱直径
0. 4108+3. 5倍圆柱直径
权利要求1.一种圆柱绕流升力抑制装置，包括圆柱(1)，其特征在于它还包括底面为等边三角形的直棱柱(2 )，所述的直棱柱(2 )设于来流体(3 )和圆柱(I)之间，所述直棱柱(2 )的背流面(2. I)和来流方向垂直，所述直棱柱(2)的两个迎流面(2. 2)的夹角的平分线经过圆柱(I)横截面圆的圆心(I. 1)，所述直棱柱(2)的背流面(2. I)到圆柱(I)侧面的距离大于圆柱(I)直径的I. 5倍且小于圆柱(I)直径的3. 5倍。
2.根据权利要求I所述的圆柱绕流升力抑制装置，其特征在于所述直棱柱(2)的背流面(2. I)到圆柱(I)侧面的距离为圆柱(I)直径的2. 5倍。
3.根据权利要求I或2所述的圆柱绕流升力抑制装置，其特征在于所述直棱柱(2)底面三角形边长为圆柱(I)直径的0. 2倍。
专利摘要本实用新型涉及一种圆柱绕流升力抑制装置，包括圆柱(1)，其特征在于它还包括底面为等边三角形的直棱柱(2)，所述的直棱柱(2)设于来流体(3)和圆柱(1)之间，所述直棱柱(2)的背流面(2.1)和来流方向垂直，所述直棱柱(2)的两个迎流面(2.2)的夹角的平分线经过圆柱(1)横截面圆的圆心(1.1)，所述直棱柱(2)的背流面(2.1)到圆柱(1)侧面的距离大于圆柱(1)直径的1.5倍且小于圆柱(1)直径的3.5倍。本实用新型能够在低雷诺数(雷诺数Re不大于200)下有效抑制圆柱在流体中受到的升力。
文档编号E02B17/00GK202466552SQ201120533048
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者卢金树, 吕林, 吴远红, 唐志波, 崔振东, 项明, 顾沈明 申请人:浙江海洋学院