细长轴对称体的水弹性振动特性分析

• 作者: 张立武 李敏 郑仲钦 陈伟民
• 来源期刊: 中国科学G辑
• 关键词: 水弹性 附加质量 振动 频率 模态
• 年，卷（期）: 2010,（9）
• 所属期刊栏目: 振动与波
• 页码范围: 1165-1173
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

以在水中做纵向平面内运动的细长轴对称体为研究对象.在建立描述流体-结构耦合振动系统的计算模型时,对固体采用位移(包括刚体运动位移和弹性Euler梁振动位移),对流体采用压力作为基本变量,首先建立了考虑流体作用力的结构动力学方程,推导了考虑结构运动的流体压力表达式,分析了水动力载荷的特征:包括水动压力的来源、组成、分布形式与影响范围等.在此基础上给出了描述水中运动物体的位移(结构)-压力(流体)格式的流固耦合系统模型.然后利用有限元数值方法(FEM)对方程进行了求解,克服了解析解对研究对象外形的限制,同时避免了流固耦合直接数值模拟中CFD+FEM的复杂性,对于典型的工程结构非常适用.最后,通过算例给出了水中运动物体的水弹性频率和模态,并将计算结果与试验结果进行了对比,证明了本文计算模型的有效性.