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轴向流中悬臂圆柱体动力学特性研究

李大伟  
【摘要】: 本文主要研究了轴向流中悬臂圆柱体的稳定性和动力学特性。在推导方程时流体作用力主要考虑了非粘性力,摩擦力和流体静压力的作用。在这三种作用力中非粘性力是主要的作用力。在方程中保留到三阶微量。 用Galerkin方法导出了四阶离散化方程。讨论了当末端曲面是抛物面时一些参数对系统稳定性的影响,包括流速(u )、末端形状参数( f )、质量比(β)和摩擦系数比(b 0 )。还分析了其他一些参数的影响,包括与附加质量有关的χ和抗扭刚度相关的γ,发现这两个量对系统稳定性的影响也比较大。另外还讨论了末端曲面特性对悬臂圆柱体动力学特性的影响。 用二阶离散化方程研究了屈曲和颤振发生耦合的退化点附近可能发生的复杂运动。用动力系统理论导出了正规型方程,确定了该退化点附近的余维二分岔行为,并用数值模拟的方法进行了验证。在四阶离散化方程的对应退化点附近所进行的数值模拟结果表明,与前者的行为基本一致。


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