殼液耦合系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)重力波現(xiàn)象的研究.pdf

1、非線性科學(xué)是當(dāng)今國內(nèi)外學(xué)術(shù)發(fā)展的前沿性課題，對于工程中普遍存在的流-固耦合結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)中存在的非線性因素是不可忽略的，研究流-固耦合結(jié)構(gòu)的非線性振動問題有著重大的理論和工程意義。 本文主要研究包括液體自由面運動和殼體彈性位移的流-固耦合系統(tǒng)的非線性振動問題，通過討論彈性殼與內(nèi)流體的耦合振動，分析了彈性圓柱殼液耦合系統(tǒng)受高頻激勵液面出現(xiàn)低頻大幅旋轉(zhuǎn)重力波時系統(tǒng)的振動情形，從旋轉(zhuǎn)重力波的產(chǎn)生機制、重力波的運動特性、系統(tǒng)參數(shù)對重力波運

2、動特性的影響等相關(guān)方面探討了旋轉(zhuǎn)重力波現(xiàn)象，具體做了以下工作： 1.針對彈性圓柱殼液耦合系統(tǒng)受高頻激勵而出現(xiàn)低頻大幅非軸對稱旋轉(zhuǎn)重力波的實驗現(xiàn)象，應(yīng)用流體力學(xué)和彈性力學(xué)的知識，依據(jù)系統(tǒng)的邊界條件和殼液耦合條件，建立了殼液耦合系統(tǒng)的非線性振動方程組。 2.采用Runge-Kutta法對系統(tǒng)的非線性振動方程組進行了數(shù)值計算，得到了系統(tǒng)振動的時間歷程及頻譜特性曲線，改變激勵力的幅值和頻率，得到旋轉(zhuǎn)重力波響應(yīng)隨外加激勵的變化關(guān)系

3、，從而分析了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性。 3.運用平均法理論對耦合系統(tǒng)四個自由度的非線性振動方程組進行了解析求解，根據(jù)方程組的一次近似定常解，分析了系統(tǒng)的振動特性及各參數(shù)對振動響應(yīng)的影響，從理論上進一步解釋了彈性圓柱殼液耦合系統(tǒng)受高頻激勵出現(xiàn)低頻大幅旋轉(zhuǎn)重力波的振動機理，得到了與數(shù)值解和實驗現(xiàn)象基本吻合的結(jié)論。 4.運用奇異性理論，分別以激勵力頻率和幅值為分岔參數(shù)，得到了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)遷集和多種分岔模式，統(tǒng)一而全面的分析了系統(tǒng)的分