管道流固耦合系統(tǒng)的非線性動力學行為及振動主動控制研究.pdf

1、該文以輸流管道流固耦合系統(tǒng)為研究對象,主要研究管道在不同流體和基礎運動激勵下的非線性動力學行為,包括系統(tǒng)的分岔和混沌等復雜行為的非線性動力學特性;分析系統(tǒng)各參數變化對系統(tǒng)響應形態(tài)及響應穩(wěn)定性的影響規(guī)律;利用各種控制方法,對管道的顫振和混沌運動實施主動控制等.主要工作包括以下幾個方面:(1)對輸流管道流固耦合系統(tǒng)進行了數學建模.(2)對于扭轉彈簧約束下的兩端鉸支輸流管道,當其受到脈動流和基礎簡諧運動激勵的聯合作用時,利用劃分網格法,對系統(tǒng)

2、在d(基礎簡諧運動激勵幅值)—u(脈動流平均流速)參數平面內的動力學響應特性進行了數值仿真研究,并根據系統(tǒng)響應形態(tài)的不同,將該平面劃分成了不同的失穩(wěn)區(qū)域.(3)對于兩端固定的輸流管道,當其同時受到脈動流和基礎簡諧運動激勵的作用時,利用數值仿真的方法重點分析了流體平均流速、流速脈動振幅、基礎簡諧運動激勵幅值、激勵頻率等參數對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響.(4)當兩端固定輸流管道只受基礎簡諧運動激勵的作用時,對Galerkin方法意義下的單、雙模態(tài)系

3、統(tǒng)的動態(tài)行為進行了分析,主要研究了基礎運動激勵幅值對管道響應特性的影響.(5)對上述單模態(tài)系統(tǒng),分析了系統(tǒng)的平衡點及其穩(wěn)定性,并研究了系統(tǒng)參數對平衡點數量及其穩(wěn)定性的影響,同時利用Melnikov方法,計算了該系統(tǒng)出現混沌運動時的理論參數條件,通過與數值仿真的結果比較后,發(fā)現由Melnikov方法確定的混沌運動臨界參數值,要略小于在數值仿真中首次觀察到混沌運動出現時對應的參數值.(6)對于單模態(tài)系統(tǒng),通過引入凹槽濾波反饋,對系統(tǒng)混沌運動