橫向流中管陣系統(tǒng)的振動(dòng)及穩(wěn)定性研究.pdf

1、以橫向流中管陣系統(tǒng)作為研究對(duì)象，根據(jù)流體彈性不穩(wěn)定性基本理論，基于Chen's非定常模型獲得合適的流體力表達(dá)式，建立管陣在橫向流作用下的運(yùn)動(dòng)微分方程。運(yùn)用Galerkin法將運(yùn)動(dòng)控制方程進(jìn)行離散，采用特征值法分析管陣系統(tǒng)的自由振動(dòng)穩(wěn)定性。并進(jìn)一步施加非線性約束，通過數(shù)值模擬計(jì)算，研究非線性系統(tǒng)的響應(yīng)失穩(wěn)形態(tài)。本文主要工作如下:
　　(1)基于Chen's非定常模型，采用線性擬合，獲得附加阻尼系數(shù)、附加剛度系數(shù)隨無量綱流速變化的曲線

2、。
　　(2)以橫向流中的單管和三管模型為研究對(duì)象，建立運(yùn)動(dòng)微分方程，采用特征值法分析管陣系統(tǒng)的自由振動(dòng)以及穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，對(duì)于文中的懸臂式結(jié)構(gòu)，單管模型和三管模型均會(huì)以顫振形式失穩(wěn)。
　　(3)引入立方非線性，進(jìn)一步建立了橫向流中管陣的流固耦合振動(dòng)模型，分別研究單管和三管模型的非線性振動(dòng)響應(yīng)及其穩(wěn)定性。采用變步長(zhǎng)龍格庫塔法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，結(jié)合相圖和時(shí)程曲線圖分析系統(tǒng)的非線性失穩(wěn)及其分岔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于單管模型，在流速較