Page 31 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 8 期 朱剑月，等： 串列海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性分析 1671

图 8 串列海豹胡须柱模态速度等值面
Fig. 8 Modal velocity isosurfaces of tandem seal-vibrissa-
shaped cylinder

图 10 串列海豹胡须柱前六阶模态系数时变图
Fig. 10 Time-varying diagram of the first six order modal
coefficients of tandem seal-vibrissa-shaped cylinder

慢，说明上、下鞍面涡脱落为主的同相涡脱落流动结
构在串列海豹胡须柱尾迹中较为普遍。
2. 3. 2 SPOD 分解结果
图 11 显示了三种串列类圆柱杆件在不同滤波
器尺寸 N f 下前 50 个模态能量占比分布情况。结果
表明：串列圆柱第一对模态（第一个和第二个模态构
成第一对模态，即一阶模态）能量占比较大，在 32%
左右，第二对模态能量占比骤减，为 1.6%，表明第一
对模态对流场的贡献较大，包含流场主要动力学特
征；随着滤波尺度增加，第一对模态占据的能量略有
降低。串列椭圆柱呈现相似特性，但与串列圆柱相
比，串列椭圆柱中第一对模态对流场能量的贡献度
减弱，模态能量占比约 17%；第二对模态对流场的
贡献度增加，占比为 3.7%。串列海豹胡须柱第一对
模态对流场总能量的贡献度大大降低，仅占 2%，同
时尾迹内各阶模态能量分布较均匀，不存在能量集
中于某一模态的现象。
图 9 第一阶模态系数时变图 当 N f =15 和 25 时 ，模 态 能 量 占 比 情 况 十 分 相
Fig. 9 Time-varying diagram of the first order modal
似，图 12 显示了 N f =15 时得到的三种串列类圆柱杆
coefficients
件前三对 SPOD 模态结果（配对的模态仅存在相位
串列椭圆柱一阶模态和串列海豹胡须柱前六阶模态 差，故仅显示一对模态中的一个模态）。串列圆柱
均处于衰减状态，衰减速度有所差异。串列海豹胡 （图 12（a））尾迹一阶模态与 SPDMD 分解得到的一
须柱一阶模态衰减速度最快，四阶模态衰减速度最 阶 模 态 相 同 ，表 示 卡 门 涡 街 的 特 征 模 态（St=