管道流固耦合系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)行為及振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、該文以輸流管道流固耦合系統(tǒng)為研究對(duì)象,主要研究管道在不同流體和基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)激勵(lì)下的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)行為,包括系統(tǒng)的分岔和混沌等復(fù)雜行為的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性;分析系統(tǒng)各參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)形態(tài)及響應(yīng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律;利用各種控制方法,對(duì)管道的顫振和混沌運(yùn)動(dòng)實(shí)施主動(dòng)控制等.主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)輸流管道流固耦合系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模.(2)對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧約束下的兩端鉸支輸流管道,當(dāng)其受到脈動(dòng)流和基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)激勵(lì)的聯(lián)合作用時(shí),利用劃分網(wǎng)格法,對(duì)系統(tǒng)

2、在d(基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)激勵(lì)幅值)—u(脈動(dòng)流平均流速)參數(shù)平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性進(jìn)行了數(shù)值仿真研究,并根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)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(duì)于兩端固定的輸流管道,當(dāng)其同時(shí)受到脈動(dòng)流和基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)激勵(lì)的作用時(shí),利用數(shù)值仿真的方法重點(diǎn)分析了流體平均流速、流速脈動(dòng)振幅、基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)激勵(lì)幅值、激勵(lì)頻率等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響.(4)當(dāng)兩端固定輸流管道只受基礎(chǔ)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)激勵(lì)的作用時(shí),對(duì)Galerkin方法意義下的單、雙模態(tài)系

3、統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了分析,主要研究了基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)激勵(lì)幅值對(duì)管道響應(yīng)特性的影響.(5)對(duì)上述單模態(tài)系統(tǒng),分析了系統(tǒng)的平衡點(diǎn)及其穩(wěn)定性,并研究了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)平衡點(diǎn)數(shù)量及其穩(wěn)定性的影響,同時(shí)利用Melnikov方法,計(jì)算了該系統(tǒng)出現(xiàn)混沌運(yùn)動(dòng)時(shí)的理論參數(shù)條件,通過(guò)與數(shù)值仿真的結(jié)果比較后,發(fā)現(xiàn)由Melnikov方法確定的混沌運(yùn)動(dòng)臨界參數(shù)值,要略小于在數(shù)值仿真中首次觀察到混沌運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的參數(shù)值.(6)對(duì)于單模態(tài)系統(tǒng),通過(guò)引入凹槽濾波反饋,對(duì)系統(tǒng)混沌運(yùn)動(dòng)