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电磁力减振过渡过程的机理研究

发布时间:2018-03-10 06:00

  本文选题:兵器科学与技术 切入点:流体控制 出处:《兵工学报》2016年05期  论文类型:期刊论文


【摘要】:电介质溶液中,电磁场产生的电磁力可以控制流体的运动。将其用于钝体绕流时,可以抑制分离和消除涡街,从而达到减振的目的。为了研究电磁力减振的过渡过程,将指数极坐标系建立在运动的圆柱上,推导了运动坐标中,基于涡生振荡并考虑电磁力的涡量-流函数守恒方程及其初始和边界条件,圆柱表面的水动力表达式以及圆柱振荡方程。对圆柱从静止开始振荡,到发展为稳定振荡状态,然后又在电磁力作用下衰减,直至成为新的稳定态发展过程进行了计算和讨论,描述了圆柱振荡、脱体涡街和能量传递的发展过程,以及升阻力相图的连续变形和漂移。结果表明:圆柱振动的诱因在于流动分离产生的尾涡诱导的升力周期变化;圆柱表面附近分布的切向电磁力可以有效改变边界层附近流体的流动,抑制流动分离,从而使流场趋于对称,消除升力的周期振动,最终抑制圆柱的振动甚至在电磁力较大时可以消除振动。
[Abstract]:In dielectric solution, the electromagnetic force produced by electromagnetic field can control the movement of fluid. When applied to the flow around a blunt body, the separation and elimination of vortex streets can be suppressed, and the purpose of vibration absorption can be achieved. In order to study the transient process of electromagnetic force damping, In this paper, the exponential polar coordinate system is established on the moving cylinder, and the vortex-stream function conservation equation and its initial and boundary conditions based on vortex-generated oscillation and electromagnetic force are derived. The hydrodynamic expression of the cylinder surface and the equation of the cylinder oscillation are calculated and discussed. The cylinder oscillates from rest to steady oscillation and then attenuates under electromagnetic force until it becomes a new stable state. The development process of cylinder oscillation, detached vortex street and energy transfer, as well as the continuous deformation and drift of lift resistance phase diagram are described. The results show that the inducement of cylinder vibration lies in the periodic variation of lift induced by wake vortex caused by flow separation. The tangential electromagnetic force distributed near the cylindrical surface can effectively change the flow of fluid near the boundary layer and restrain the flow separation, thus making the flow field tend to be symmetrical and eliminating the periodic vibration of the lift force. Finally, the vibration of the cylinder can be suppressed even when the electromagnetic force is large.
【作者单位】: 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(11202102) 高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金项目(201461)
【分类号】:O361

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本文编号:1592048

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