A NEW WAKE OSCILLATOR MODEL FOR PREDICTING VORTEX INDUCED VIBRATION OF A CIRCULAR CYLINDER

This article proposes a new wake oscillator model for vortex induced vibrations of an elastically supported rigid circular cylinder in a uniform current. The near wake dynamics related with the fluctuating nature of vortex shedding is modeled based on the classical van der Pol equation, combined with the equation for the oscillatory motion of the body. An appropriate approach is developed to estimate the empirical parameters in the wake oscillator model. The present predicted results are compared to the experimental data and previous wake oscillator model results. Good agreement with experimental results is found.

液压缸运动的非线性动态特征

根据非线性动力学的观点,通过理论分析和试验验证,研究非线性弹簧力和非线性摩擦力对液压缸动态特性的作用。得出三种不同节流调速回路工况下液体弹簧刚度随位移变化规律,发现不同工况各自呈现出软弹簧特性或硬弹簧特性。提出非线性弹簧力作用可以用有阻尼的Duffing方程描述,非线性摩擦力作用可以用Van Der Pol方程描述,非线性弹簧力和非线性摩擦力耦合作用可以用Lienard方程描述。指出液压缸低速爬行原因是在特定工况下软弹簧特性引起的'跳跃现象'和非线性摩擦力引起的自激振动共同作用的结果。方程的解在不同工作条件下具有不同的形态,说明液压缸非线性动态特性复杂多变。

并列双圆柱涡激振动的经验性模型研究

建立一种新的预报并列双圆柱涡激振动响应的经验性模型,根据特定间距比条件下旋涡脱落频率出现分支的现象,提出以两个具有不同固有频率的尾流振子来共同描述结构的近壁尾涡动力特性,同时两个振子均满足van der Pol方程,进而得到结构振子和流体振子的耦合方程组。使用该模型分别对中高质量比和低质量比的并列圆柱涡激振动问题进行数值计算,结果表明,结构的位移响应和最大振动幅值等变化规律与实验结果趋势一致,数值基本吻合。

排除分析法及其在混沌振动方程中的应用

提出一种新的混沌解析分析方法:排除分析法.其基本思想是任何系统只有4种可能的解的形式,即常数解(平衡解)、周期解、概周期解和混沌解,如果排除了常数解(平衡解)、周期解、概周期解的存在,系统就只有一种可能,即出现混沌解,从而得到系统出现混沌的解析条件.将这一方法成功应用到Van der Pol-Duffing振动方程的分析中,改进了振动方程出现混沌的解析条件,并利用计算机仿真进行验证,表明结果完全正确.通过与Melnikov方法、Hopf分岔方法、不动点理论得到的结果比较发现,该文提出的排除分析法比以往经典的方法更精确,适应范围更加广泛.提出的排除分析法可以适用于任何维数的自治系统和非自治系统,是一种新的混沌解析分析法.

夹层圆柱曲板的非线性自由振动解析解

本文采用非线性Ｒａｙｌｅｉｇｈ阻尼来表示在运动初期有激发而加速运动，至最大速度时开始衰减至停止运动的自由振动全过程．取适合适合所有边界条件的振型函数代入控制方程组，约化为一个线性的代数方程和一个非线性的二阶常微分无穷方程组，用逐次逼近法每次只取一个未知函数而化为齐次ｖａｎｄｅｒＰｏｌ方程，从而得出问题的解析解．

应用于范德波方程的增量谐波平衡法

本文应用增量谐波平衡法(IHB)研究了多自由度范德波系统的极限环问题。导出了相应的计算公式,给出了求解范德波方程和耦合范德波振子的实例。算例表明,IHB法是一个求解多自由度强非线性振动的有效的半解析的数值方法,在工程和自动控制领域强非线性系统的分析中具有广泛的应用前景。

The periodic oscillations in the ENSO recharge–discharge oscillator model

A class of recharge–discharge oscillator model for the El Ni？o/Southern Oscillation （ENSO） is considered. A stable limit cycle is obtained by transforming the ENSO model into the van der Pol-Duffing equation. We proved that there exists periodic oscillations in the ENSO recharge–discharge oscillator model.

预测传热管涡致振动的改进尾流振子模型

针对传热管的漩涡脱落诱发振动问题,在经典尾流振子模型的基础上,提出一种用于预测传热管涡致振动的改进尾流振子模型。计算结果与实验结果的对比显示,该模型能较好地模拟传热管涡致振动的重要特性。首先,通过研究发现,采用联合的位移耦合和加速度耦合模式,能较好地模拟柱体振动与漩涡脱落间的相互作用;其次,经典尾流振子模型中定义的经验参数为定常数,但通过分析发现,其经验参数应根据具体的结构参数来确定;最后,对改进的尾流振子模型所预测的结果与通过流固耦合数值模型计算得到的结果进行了对比分析,结果显示改进的尾流振子模型的结果与双向流固耦合模拟得到的结果吻合较好,说明尾流振子模型用于传热管的漩涡脱落诱发振动是可行的、合理的。

Euler-Bernoulli梁在自激励边界反馈下的动力行为

考虑一端固定 ,一端在 van der Pol自激励边界反馈下 Euler-Bernoulli梁的动力行为 .首先设计梁方程的有限元离散格式 ,然后对选定的初始条件计算振动能量的终极变化 .数值结果表明 ,当反馈增益常数由小到大变化时 ,振动能量的变化经历慢周期 ,快周期 ,混沌 ,然后再回到周期振动的过程 .为进一步的理论研究提供了直观的数值表示 .

Phenomenological model for torsional galloping of an elastic flat plate due to hydrodynamic loads

This study investigates the torsional galloping phenomenon, an instability type flow-induced oscillation, in an elastic stru-cture due to hydrodynamic loads into the water current. The structure applied here is a rectangular flat plate with an elastic axis in its mid-chord length. The elasticity is provided by torsion spring. The flat plate has only one degree of freedom which is rotation in pure yaw about its axis. It is observed that as the current speed is higher than a critical velocity, the flat plate becomes unstable. The instability leads to torsional galloping occurrence, as a result of which the flat plate begins to yaw about the elastic axis. By testing two different chord lengths each with several torsion spring rates, the flat plate behavior is investigated and three different responses are recognized. Then, a phenomenological model is developed with the original kernel in the form of the van der Pol-Duffing equa-tion. The model explains these three responses observed experimentally.