[发明专利]涡激振动抑制及减阻装置与涡激振动抑制及减阻方法

权利要求书

1.涡激振动抑制及减阻装置，其特征在于，包括：

环状本体，用于设置在圆柱形结构物的外围；所述环状本体的环孔的轴线与所述圆柱形结构物的轴线平行；所述环状本体具有贯穿其环壁的开口；所述环状本体与所述圆柱形结构物相对的内周面为第一弧面，所述第一弧面与所述圆柱形结构物的外周面之间存在过流间隙；

连接件，连接所述环状本体与所述圆柱形结构物；

其中，所述开口朝向所述圆柱形结构物的迎风面，所述第一弧面位于所述圆柱形结构物的背风面；当所述圆柱形结构物受到顺风向的气流时，部分气流从所述开口进入所述过流间隙内，所述第一弧面用于阻挡流入所述过流间隙内的顺风向的气流，以改变气流的流动方向，使部分气流顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动。

2.如权利要求1所述的涡激振动抑制及减阻装置，其特征在于，所述开口的圆心角大于等于150°且小于等于240°。

3.如权利要求2所述的涡激振动抑制及减阻装置，其特征在于，所述开口沿所述环状本体的轴向贯通。

4.如权利要求1-3任一项所述的涡激振动抑制及减阻装置，其特征在于，所述过流间隙的距离为0.2～0.3D，其中，D为所述圆柱形结构物的外径。

5.如权利要求1-3任一项所述的涡激振动抑制及减阻装置，其特征在于，所述环状本体的外周面为第二弧面，所述第二弧面的圆心与所述第一弧面的圆心重合。

6.涡激振动抑制及减阻方法，其特征在于，包括：

在圆柱形结构物的轴向中心的位置处安装权利要求1-5任一项所述的涡激振动抑制及减阻装置，并使所述开口朝向所述圆柱形结构物的迎风面，所述第一弧面位于所述圆柱形结构物的背风面；

由所述圆柱形结构物的迎风面向背风面流动的流体，在流经所述圆柱形结构物时，部分流体从所述开口处进入所述过流间隙内，并与所述第一弧面碰撞，在所述第一弧面的阻挡下，流体顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动；

顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动的流体，破坏所述圆柱形结构物的背风面产生的交替脱落的漩涡，削减漩涡脱落产生的周期力，抑制所述圆柱形结构物涡激振动；

顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动的流体，还会改变所述圆柱形结构物的背风面的风压分布，减弱背风面的负压，进而减小所述圆柱形结构物的迎风面和背风面的压力差，减小所述圆柱形结构物所受的阻力。

7.如权利要求6所述的涡激振动抑制及减阻方法，其特征在于，所述连接件为轴承；

在流体流经所述圆柱形结构物时，所述轴承转动，使所述开口始终朝向所述圆柱形结构物的迎风面。

8.涡激振动抑制及减阻方法，其特征在于，包括：

在圆柱形结构物上沿其轴向间隔安装多个权利要求1-5任一项所述的涡激振动抑制及减阻装置，多个所述环状本体的所述开口的朝向均不相同；

由所述圆柱形结构物的迎风面向背风面流动的流体，在流经所述圆柱形结构物时，部分流体会从至少一个所述环状本体的所述开口处进入所述过流间隙内，并与所述第一弧面碰撞，在所述第一弧面的阻挡下，流体顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动；

顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动的流体，破坏所述圆柱形结构物的背风面产生的交替脱落的漩涡，削减漩涡脱落产生的周期力，抑制所述圆柱形结构物涡激振动；

顺着所述环状本体的轴向向两端分散流动的流体，还会改变所述圆柱形结构物的背风面的风压分布，减弱背风面的负压，进而减小所述圆柱形结构物的迎风面和背风面的压力差，减小所述圆柱形结构物所受的阻力。