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《天津大学》 2007年
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矩形壳液耦合系统低频大幅波的分析

徐景满  
【摘要】: 工程结构往往工作和运行于各种流体介质之中,从而在工程实际中形成了各种各样的流固耦合问题,很多流固耦合问题中的非线性因素又起着不可忽视的作用,所以,流固耦合系统非线性振动的研究,具有重要的理论和实际意义。 本文主要针对矩形弹性壳液耦合系统受高频激励液面所出现的低频大幅重力波的实验现象,依据出现的波形、数据、模态参数,运用近似解析方法及有限元分析对重力波的产生机理进行了深入的研究。具体工作如下: 1、根据弹性矩形弹性壳液耦合系统受高频激励而出现低频大幅重力波的实验现象,应用流体力学和弹性力学的相关理论,建立了壳液耦合系统的非线性振动方程组。 2、对非线性振动方程组采用Runge-Kutta法进行了数值计算,得到了各阶重力波的时间历程及相应的频谱特性曲线,通过改变激振力的幅值和频率,得到低频大幅重力波幅值随外加激励的变化关系,从而得到了出现低频大幅重力波的条件。 3、根据数值计算结果,对建立的四个自由度的非线性振动方程组进行了降维处理,用平均法理论分别进行了解析求解,通过对方程组的一次近似定常解的分析,进一步解释了壳液耦合系统出现低频大幅重力波的振动机理,得到了与数值解基本吻合的结论。 4、用有限元法对壳和壳液耦合系统及壳内液体进行了模态分析,所得模态和振型与实验结果基本相同。 通过数值方法、解析方法及有限元分析对弹性壳液耦合系统受高频激励液面所出现的低频大幅重力波的现象进行的研究,解释了低频大幅重力波的产生机理。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O353.4

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