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泄流振动的研究方法和进展

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:由于实际工程结构都是弹性体,泄流激振研究不能简单考虑刚性体与流体的相互作用。20世纪70年代以后,随着电子计算机的普及应用,结构动力学、流体力学实验技术、随机数据处理方法等取得了长足发展,为分析流固耦合问题奠定了基础。就目前情况而言,出于人们对泄流激振这一复杂流体动力及结构动力相互作用现象内在机理的了解仍然很不完善。因此研究泄流激振问题必须将模型实验与理论并重,积极发展模型试验技术和随机振动分析方法。

由于实际工程结构都是弹性体,泄流激振研究不能简单考虑刚性体与流体的相互作用。在这种前提下,流体流动和工程结构是相互作用的两个系统,它们之间的作用是动态的,流体荷载引起弹性系统的振动,与此同时,弹性系统的振动反过来会影响流体的动压力分布,这种相互作用的物理性质表现为流体对于弹性系统的惯性、阻尼及弹性诸方面的耦合现象。早期的流固耦合问题研究由于受到相关学科的限制,主要是进行实验的模拟以及简单的理论分析。20世纪70年代以后,随着电子计算机的普及应用,结构动力学、流体力学实验技术、随机数据处理方法等取得了长足发展,为分析流固耦合问题奠定了基础。目前根据结构动力学原理编制的有限元、边界元结构分析软件为解决大体积结构的流固耦合提供了一定的条件。通常对流固耦合项的处理,一般以附加质量或附加惯性力来解决,也就是把流体作用于固体表面的动水压力看成是在固体表面作用了和固体一起运动的附加质量所产生的附加惯性力。目前一般都应用势流理论求解附加质量,其解析式非常复杂,往往难于直接用于工程实践,故而在工程中真正应用的仍都是一些经验公式,存在很大的经验性。模型实验在研究流激振动、流固耦合振动问题中一直起着重要的作用。就目前情况而言,出于人们对泄流激振这一复杂流体动力及结构动力相互作用现象内在机理的了解仍然很不完善。因此研究泄流激振问题必须将模型实验与理论并重,积极发展模型试验技术和随机振动分析方法。在工程上,一直采用在水流作用的固体表面直接测取脉动压力的方法来确定脉动荷载,但水流动力荷载的时空分布十分复杂,使水流动力荷载的测试难以取得满意的成果;另一方面,结构振动响应的测试手段由于传感器的发展和计算机的使用已趋于完善,结构动力响应测试成果可信度较高。如何根据结构动力响应的测试成果及少数测点的脉动压力去推求整个结构的水流作用面的脉动压力和结构整体的动力响应,提出了流激振动的反问题。(www.xing528.com)

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