簡支大撓度彈性薄板在軸向流中的流固耦合系統(tǒng)的動力特性.pdf

1、板殼薄壁結(jié)構(gòu)流固耦合的振動和失穩(wěn)特性的研究是很多實際工程領(lǐng)域中經(jīng)常遇到和有待迫切解決的疑難問題。對薄板結(jié)構(gòu)與流體的流固耦合振動問題的深入了解,不僅揭示了板結(jié)構(gòu)在流體誘導(dǎo)下產(chǎn)生振動的機理,還一定程度上創(chuàng)新了工程設(shè)計和應(yīng)用,了解實際工程中由于流固耦合引起結(jié)構(gòu)振動影響，并將相關(guān)性能運用于工程實踐中。本論文采用數(shù)值模擬數(shù)值對軸向流中簡支彈性薄板的大撓度流固耦合系統(tǒng)模擬了，利用到了動網(wǎng)格控制等相關(guān)成熟技術(shù)，運用到了有限元軟件ADINA及其強大的非

2、線性流固耦合方面的功能，結(jié)合已有的理論研究方法及成果進行了分析，以期為各涉及到相關(guān)的工程領(lǐng)域中的流致振動、失穩(wěn)的預(yù)測和控制、實驗研究和理論計算等提供參考。本論文主要的內(nèi)容和成果概括：
　　1.建立了軸向流中單塊簡支彈性薄板的數(shù)值模型。通過分析軸向流恒定流速下簡支彈性薄板流固耦合的數(shù)值模擬得到了其流致振動特性。板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動力學方程采用的是基于位移的有限元法離散；流場流體采用的是二維不可壓縮粘性流體N-S方程并用有限體積法離散；在此

3、基礎(chǔ)上建立了結(jié)合動網(wǎng)格控制技術(shù)和采用雙向流固耦合作用的簡支板在流場中的等效二維數(shù)值模型。利用該數(shù)值模型得到了單塊簡支板隨流速變化流致振動特性，研究了結(jié)構(gòu)大撓度的振動穩(wěn)定性，分別得到了Pitchfork分岔曲線和非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Hopf分叉曲線。分別通過對渦量、壓力及流速三者的云圖分析，得到了流場的特性，從而更加直觀形象的闡釋了流固耦合系統(tǒng)之間的相互交互作用。
　　2.對兩塊平行放置的簡支彈性薄板在軸向流場中的數(shù)值模型進行了模擬。通