軸向流中圓柱體的動(dòng)力分析.pdf

1、本論文主要研究了軸向流中兩端支承圓柱體的動(dòng)力特性。 通過(guò)受力分析建立了圓柱體的線性運(yùn)動(dòng)微分方程，同時(shí)考慮了圓柱體橫向運(yùn)動(dòng)引起的附加軸向力，從而引入了非線性項(xiàng)。與Modarres-Sadeghi等人2005年用Hamilton原理建立的非線性運(yùn)動(dòng)方程不同的是：本文只考慮了圓柱體的橫向運(yùn)動(dòng)，而且在非線性項(xiàng)中，只保留了圓柱體橫向運(yùn)動(dòng)引起的附加軸向力。所以我們建立的方程相對(duì)比較簡(jiǎn)單。本文的目的是，研究能否用較簡(jiǎn)單的非線性理論模型來(lái)解釋P

2、aidoussis等人從實(shí)驗(yàn)中觀察到的顫振失穩(wěn)現(xiàn)象。 用二階Ritz-Galerkin離散化后的運(yùn)動(dòng)微分方程確定了平衡點(diǎn)的存在區(qū)域，分析了平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。零平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性與Paidoussisl973年用分離變量法得到的零平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性吻合得很好，而非零平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性與Modarres-Sadeghi等人2005年得到的非零平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性不吻合。我們從三方面分析了不吻合的原因：(1)其他非線性項(xiàng)的影響，(2)橫向和軸向耦合運(yùn)動(dòng)的

3、影響，(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)方程Ritz-Galerkin離散階數(shù)的影響。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，其他非線性項(xiàng)和耦合運(yùn)動(dòng)對(duì)圓柱體的動(dòng)力行為影響不大，而離散階數(shù)對(duì)圓柱體的動(dòng)力行為影響較大。與Modarres-Sadeghi等人的論文一樣，本文對(duì)六階離散后的運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)當(dāng)u=14.28時(shí)系統(tǒng)顫振失穩(wěn)，發(fā)生顫振失穩(wěn)的非零平衡點(diǎn)的位置為x<,1>=0.0946，主頻率為14(HZ)左右，與Modarres-Sadeghi等人2005年得到的結(jié)論基本吻