浸没圆柱壳低频自振频率计算中流固与声固耦合模型统一性分析
本文关键词: 圆柱壳 自由振动 固有频率 流固耦合 声固耦合 出处:《中国舰船研究》2016年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:流固耦合与声固耦合模型是分析流场中圆柱壳自振特性的常用理论模型。现有的研究表明,基于这2种理论模型的流场中圆柱壳低频自振特性计算结果吻合较好,但尚未有关于二者本质联系方面的研究。分别基于这2种理论模型求解浸没圆柱壳的自由振动,基于圆柱壳自由振动的Flügge方程进行相关公式的推导,并提出利用Galerkin法求解特征方程的方法。结果显示,采用该方法既可求得各阶模态固有频率的精确解,又能显著提高运算效率。对2种理论模型进行统一性分析,从贝塞尔函数的性质出发,证实流固与声固耦合模型虽然是基于不同的理论基础,但在求解浸没圆柱壳低频自振特性上其本质上是一致的,且通过算例的对比,证明2种模型在低频段计算结果吻合较好。
[Abstract]:The fluid-solid coupling model and the acousto-solid coupling model are commonly used to analyze the natural vibration characteristics of cylindrical shells in the flow field. The existing studies show that the calculated results of the low-frequency natural vibration characteristics of the cylindrical shells in the flow field based on these two models are in good agreement with each other. However, there has not been any research on their essential connection. The free vibration of submerged cylindrical shells is solved based on these two theoretical models, and the relevant formulas are derived based on the Fl 眉 gge equation of the free vibration of cylindrical shells. The method of solving characteristic equation by Galerkin method is put forward. The results show that the method can not only obtain the exact solution of the natural frequency of each order mode, but also improve the operation efficiency significantly. The unity analysis of the two kinds of theoretical models is carried out. Based on the properties of Bessel function, it is proved that the fluid-solid and acousto-solid coupling model is based on different theoretical foundations, but it is essentially consistent in solving the low-frequency natural vibration characteristics of submerged cylindrical shells. It is proved that the calculated results of the two models are in good agreement with each other in the low frequency band.
【作者单位】: 华中科技大学船舶与海洋工程学院;船舶与海洋水动力湖北省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51379083,51479079,51579109) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120142110051)
【分类号】:U661.44
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:1522715
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