Galerkin法求解弹性边界条件下圆板的流-固耦合振动特性

论文摘要

用干圆板振型作为基函数将圆板位移展开为级数形式,采用速度势函数描述流体运动,研究了弹性边界条件下圆板的流-固耦合振动特性。根据圆板的平衡微分方程和流-固耦合界面的速度连续条件,结合Galerkin法和Fourier-Bessel级数展开法,建立了系统的控制方程。求解了流体中圆板的固有振动特性,并将计算结果与数值仿真结果进行对比,验证了方法的正确性。通过改变弹簧刚度,分析了几种常见边界条件下圆板的振动特性,结果表明,自由和导向边界圆板的振型受流体的影响较小。研究了流体深度对圆板振动特性的影响,结果表明,当深度大于1.5倍圆板半径时,流体深度的改变对于圆板自由振动的影响可以忽略。

论文目录

• 1 理论分析
•   1.1 圆板位移的级数表达
•   1.2 流体速度势函数
•   1.3 流-固耦合面处的连续性条件
•   1.4 控制方程求解
• 2 数值计算与结果分析
•   2.1 方法验证
•   2.2 圆板与流体的耦合振动特性分析
•     2.2.1 弹簧刚度对圆板自由振动特性的影响
•     2.2.2 流体深度对圆板自由振动特性的影响
• 3 总 结
• 附录A 系数CnmZ和λnm的求解
• 附录B 流场拉普拉斯方程求解
•   1) μ<0, 方程 （52） 的通解为
• 0, 方程 （57） 为n阶虚宗量贝塞尔方程, 通解为'>  2) μ>0, 方程 （57） 为n阶虚宗量贝塞尔方程, 通解为
•   3) μ=0, 方程 （52） 的通解为

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈美霞,姚仕辉,谢坤

关键词: 弹性边界条件,圆板,流固耦合,级数

来源: 振动与冲击 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 力学

单位: 华中科技大学船舶与海洋工程学院

基金: 国家自然科学基金(51779098)

分类号: O353.4

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.07.029

页码: 204-211

总页数: 8

文件大小: 994K

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