低雷诺数下多根圆柱横向受迫振动的数值模拟研究

采用三步有限元方法直接求解ALE描述的N—S方程组，结合ALE动网格技术，建立了2D横向受迫振动的数值模型。利用该模型计算了1个主圆柱体与4个附属小圆柱体的横向受迫振动问题，Re=185，振幅比Ae／D=0．2，频率比fe／fs=0．86～1．04，间隔0．01。通过分析总流体力及其频谱随频率比的变化，发现总流体力出现了突变，且流体力的振动模态可以分为4种不同的类型，其中包括基本锁定状态。最后分析了升力突变前后流体-结构能量传递关系、结构位移和升力的相位关系以及涡脱落模式的变化。

时变长度轴向移动绳横向受迫振动数值分析

分别建立移动集中载荷和移动分布式载荷作用下时变长度轴向移动绳系统的物理模型,基于Leibniz法和Hamilton原理推导具有时变参数的横向受迫振动方程,Galerkin法将其离散处理为一系列非线性常微分方程组,改进的四阶Runge-Kutta用于求解不同Galerkin截断阶数的非线性常微分方程组,同时分析基于有限元法求解系统运动方程及Newmark-β数值计算的移动集中载荷下变长度轴向移动绳系统横向振动特性。两种方法数值分析吻合性及收敛性表明建立变长绳移系统模型可靠性及求解时变参数系统方法有效性,同时变长度轴向移动绳系统在不同情况下采用恰当的Galerkin截断阶数能到达更好收敛性及保证计算精度。

关于铰支微梁横向受迫振动的高阶应变研究(英文)

基于高阶应变理论,研究了受横向外部激励的2端铰支微梁的受迫振动行为。在问题模型中引入了微尺度参数,并考虑轴向伸长的几何非线性因素,根据牛顿第二定律得到了非线性偏微分控制方程。利用多尺度法将控制方程转化为一组线性常微分方程,求出了振幅及横向位移并分析了高阶应变效应的影响,同时分析讨论了幅频特性。

横向受迫振荡圆柱绕流升阻力系数研究

基于自主研发的紧致插值方法数学模型,开展均匀来流条件下(Re=200)圆柱横向受迫振荡问题的二维数值模拟研究.选取振荡幅值为A/D=0.1,0.2,0.3,0.4,振荡频率比为f_e/f_s=0.14~3.0的不同工况进行数值模拟.文中主要分析圆柱所受到的升力系数C_L和阻力系数C_D随频率比f_e/f_s和振幅A/D的变化趋势,以及升阻力系数发生突变的频率值构成的频率区间与频率锁定区间的关系.

基于突变理论的异型拱桥非线性动力失稳研究

根据异型拱桥——柳林桥大V梁横向刚度差这一特点,基于突变理论提出了大V梁的横向动力失稳分析模型。对影响大V梁的稳定的机理进行了分析,给出了两个尖点的坐标G1（η1,μ1）,G2（η2,μ2）以及大V梁稳定与不稳定的分叉点集。分析了非线性系数μ和频率比η=Ω/ω=1这两个参数对大V梁振幅的影响,提出当大V梁的非线性系数μ〉η2时,η在一定范围的连续变化会引起振幅的突然的跳跃变化,也即产生跳跃现象,结论表明这种现象会对大V梁造成失稳破坏。