矩形殼液耦合系統(tǒng)中重力波現(xiàn)象研究.pdf

1、流固耦合問題廣泛存在于工程實(shí)際中，有很強(qiáng)的實(shí)用價值，中外學(xué)者也做了很多的研究，但是對于矩形彈性殼液耦合系統(tǒng)方面的研究卻很少。本文圍繞矩形彈性殼液耦合系統(tǒng)中的大幅低頻重力波問題，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀測和理論研究。 1.介紹流固耦合問題的研究意義、工程應(yīng)用和求解方法，對流固耦合問題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。 2.根據(jù)流體力學(xué)和彈性力學(xué)的有關(guān)知識，結(jié)合系統(tǒng)的邊界條件，得到速度勢Ф的通解，建立了較為合理的耦合系統(tǒng)的非線性振動方程組。

2、 3.采用Runge-Kutta法和多尺度法對一階殼液耦合系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值求解和解析求解，得到殼體和液體的時間歷程曲線和幅頻曲線，分析了系統(tǒng)的動力特性，從理論上解釋了高頻激勵產(chǎn)生低頻大幅重力波的機(jī)理。 4.對矩形彈性殼液耦合系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析，給出四階振型和模態(tài)參數(shù)及液體的若干階模態(tài)頻率；研究了液體深度與模態(tài)頻率的關(guān)系。運(yùn)用有限元ANSYS程序?qū)んw的模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算分析，得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。 5.對矩形彈性殼液耦

3、合系統(tǒng)中的重力波進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，觀察到不同激振頻率和激振力時系統(tǒng)中的大幅低頻重力波，研究了液體粘度對產(chǎn)生重力波的影響，對解決工程實(shí)際問題有一定的指導(dǎo)意義。 6.運(yùn)用圖像處理技術(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的測試對象，采用傅立葉變換莫爾法，計(jì)算得到兩種不同重力波的三維外形，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果基本吻合。它為大變形液體3-D形態(tài)測量提供了一種手段。 總之，對矩形彈性殼液耦合系統(tǒng)的建模和分析，在理論上解釋了低頻大幅重力波的產(chǎn)生機(jī)理，在實(shí)驗(yàn)中充