流固耦合问题的描述方法及分类简化准则

在流固耦合的工程实际问题中的大多数情况下,弹性薄壁构件的变形为几何非线性,再加上流体方程的非线性,将导致流体和弹性体相互作用界面上的强非线性。在界面上便可以结合拉格朗日法和欧拉法建立方程和接触条件。其方法主要有单一拉格朗日法、单一欧拉法、相容拉格朗日-欧拉法和任意拉格朗日-欧拉法四种方法。引入描述弹性体变形特征的数值m、n、k和描述流体运动特征的数值λ、ν,可将流固耦合问题进行分类。在流体弹性力学理论的基础上,介绍了流固耦合问题界面相互作用的描述方法,并根据诺沃日洛夫BB(НовожиловВВ)在非线性弹性力学中,从几何非线性方面对弹性力学问题的分类方法出发,对流体弹性力学中的流固耦合问题进行分类,由此,可为按类别对运动学条件、动力学条件及界面上的接触条件进行相应的简化提供可靠的依据。

贮箱中弹性隔层板在流体作用下的振动分析

在文献[12]研究的基础上,采用单一拉格朗日法,对一水平放置、位于不同密度理想流体贮箱中矩形隔层板的耦合振动问题进行了研究。给出了单一拉格朗日法流体和隔板运动方程以及边界条件和解的一般形式。讨论了上下层流体的高度、隔层板的几何尺寸、流体密度、流体晃动频率等因素对隔层板动力特性的影响。通过算例,给出了隔层板的动力特性与相关因素之间的关系曲线。分析表明,上层流体的高度、隔板的厚度、板宽、上下层流体密度差对于隔层板的振幅影响较大,隔板的厚度、板宽对于隔层板的共振频率与反共振频率影响较大,而上下层流体密度差影响较小。

贮液箱中弹性隔层板在流体作用下的变形与应力分析

应用单一拉格朗日法,对一水平放置贮液箱中、位于不同密度的理想流体层间的矩形薄板的变形、应力问题进行研究。给出隔层板稳定平衡的条件以及在不同密度流体作用下,变形及应力的计算方法。通过算例,对于不可压缩和可压缩流体间不同边界条件的正方形隔层板、长方形隔层板,给出稳定平衡时板的变形及应力与相关因素之间的关系,并进行数值模拟。理论解与数值解相比较,验证理论解的可靠性。